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Prácticas de embarque
Xavier Bardají Solanellas
DMN-ITN
03/09/2012
Buque ZURBARAN
ÍNDICE
PÁGINA
1. INTRODUCCIÓN 3 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE 4 3. PROPULSIÓN DEL BUQUE 10 4. GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD 43 5. SISTEMAS AUXILIARES 70 6. EQUIPOS DE PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN 93
7. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE CONTROL 104 8. SISTEMA CONTRAINCENDIOS 122
9. DISPOSITIVOS DE SALVAMENTO 124 10. OTROS EQUIPOS 129
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1. INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo trata sobre les practicas realizadas como alumno de màquines abordo del buque ZURBARAN, de la compañia Acciona-Trasmediterranea. Durante 60 días embarcado en este buque, se realizaron disitntas tareas, les cuales también eran realizadas por los oficiales de màquines y los subalternos.
Durante las prácticas este buque realizó dos rutas:
• Ruta BCN – Baleares: Esta ruta iba a los siguientes puertos:
o Palma de Mallorca (PMI)
o Mahón (MHN)
o Ibiza (IBZ)
o BCN
• Ruta Almeria – Melilla: Esta ruta se iba a:
o Almería (LEI)
o Melilla (MLN)
o Málaga (AGP)
La guardia en la que estuve más presente fue en la del 1ºoficial (de 8 a 12 y de 20 a 24); en esta guardia se realizaban la mayor parte de las tareas de mantenimiento y reparación, además en estas guàrdia eran en les que se realizaban búnquer, descarga de lodos y también era cuando venian las empresas externas a realizar los trabajos de reparación. Las otras tareas de los oficials consistía más en verificar que todo estuviera correcto. En todos las maniobras de salida de puerto como de entrada, el jefe de máquines siempre estaba presente.
Este trabajo se dividirá en una serie de apartados, donde se explicará en detalle los motores principales i auxiliares de que dispone el buque, los sistemas de seguridad i lucha contraincendios y los equipos de lucha contra la contaminación.
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2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE
2.1 Características del Buque
El buque ZURBARAN es un barco tipo RO-RO PASAJE (ROPAX) diseñado y construido para el transporte de cargas rodadas, sus conductores y pasaje en general. El buque ZURBARAN fue construido en Astilleros IZAR de Sevilla en el año 2000 para la compañía NORFOLK-LINE, y adquirido por la compañía ACCIONA TRASMEDITENAREA en el año 2006. El barco está matriculado en el puerto de Santa Cruz de Tenerife y por ello enarbola el pabellón del segundo registro español al que pertenece dicho puerto, Canarias.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL BUQUE
Nombre “ZURBARAN”
Número de identificación 9181091
Bandera España
Numeral E.C.L.K
Año construcción 2000
Compañía armadora Cía. Acciona Trasmediterranea
Sociedad de clasificación Lloyd’s Register of Shipping
Clasificación I 3/3 ≅ 100 A1 Roll On Roll Off
Cargo and Passanger Ship+ LMC, UMS
Tipo de buque Roll On Roll Off
Empresa Constructora Izar-Sevilla
Número de construcción 289
Material Acero
Dimensiones
Eslora total 180,00 mts.
Eslora entre perpendiculares 168,70 mts.
Manga trazado cubierta principal 25,0 mts.
Puntal a cubierta principal 8,70 mts.
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Puntal a cubierta superior 15,30 mts.
Calado de trazado máximo 6,20 mts.
Calado máximo ( a la cara inferior de la quilla)
6,514 mts.
Desplazamiento 16.845 T.
Peso muerto 7.369 T.
Tonelada arqueo bruto 22.152 GT.
Toneladas arqueo neto 6.645 NT.
Propulsión
Motores principales 4 x 5940 KW a 600 r.p.m.
Tipo WARTSILA 9L38
Hélices propulsoras 2
Tipo
Now John Crane Lips (PR130/4 CPP 2 X 4 blades)
Paso variable 11.800 kW
Material palas y núcleo Ni-Al-Bronce-Cu3
Diámetros de las hélices 4.850 mm
Velocidad de las hélices 138,7 r.p.m.
Reductora 2
Tipo FLENDER GVL 1400
Relación de reducción 600/138,7
Velocidad del servicio al 85% 21 nudos
Generación eléctica
Motores auxiliares 2 x 1050 KVA
Tipo WARTSILA 6L20C
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Alternador de cola 2 x 1750 KVA
Alternador de cola 2 x 800 KVA
Hélices de maniobra
Hélices de proa 2 x 1300 KW
Tipo BRUNVOLL (FU-80 LTC-2250) – Paso
variable
2.1 Distribución de cubiertas
El buque dispone de las siguientes cubiertas:
• Cubierta Nº 10: Aquí en esta cubierta se encuentra localizada la magistral además de las antenas de comunicación y palo de luces donde se hallan las antenas de radar del cual dispone el buque.
• Cubierta Nº 9: En esta cubierta se encuentra el puente de gobierno y los equipos de radio además de los alerones con sus correspondientes pupitres de gobierno. Aquí encontramos los camarotes de Oficiales y tripulación.
• Cubierta Nº 8: Aquí encontramos la Sala de Butacas para el pasaje, los camarotes de pasaje y camarotes de camioneros.
• Cubierta Nº 7: En esta cubierta encontramos el bar del buque, restaurante de pasaje, restaurante de camioneros, cocina, comedores de Oficiales y tripulación, sala de estar y lavandería. En esta cubierta se encuentran los botes salvavidas, bote de rescate y dos grúas, así como el local del Generador de Emergencia.
• Cubierta Nº 6: En esta cubierta encontramos las maquinillas de proa para las maniobras de atraque.
• Cubierta Nº 5: Esta cubierta está destinada a la carga rodada, la carga rodada accede a ella a través de dos rampas situadas a estribor y a babor. En dicha cubierta encontramos las maquinillas para la maniobra de atraque.
• Cubierta Nº 4: En esta cubierta a proa encontramos diversos pañoles.
• Cubierta Nº 3: Esta cubierta esta destinada a la carga rodada, por esta cubierta accede la carga al buque bien por el portalón de popa o por el acceso de proa, ya que este buque tiene la posibilidad de cargar por la proa.
• Cubierta Nº 2: Aquí encontramos la planta séptica del buque, hidrófobos de agua caliente sanitaria, calentador de agua sanitaria, las dos unidades de aire acondicionado, sistema de contra incendios HI FOG y motores eléctricos de las dos hélices de proa.
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• Cubierta Nº 1: En esta cubierta encontramos el equipo frigorífico de la gambuza, bomba de emergencia de contra incendios y las dos hélices de proa.
2.2 Distribución de la cámara de máquinas
Podemos distinguir entre dos zonas, a proa del buque la maquinaria de proa y a popa la cámara de máquinas.
La maquinaria de proa está constituida por dos cubiertas:
Cubierta Nº 2: Aquí encontramos la planta séptica del buque, hidróforos de agua caliente sanitaria, calentador de agua sanitaria, las dos unidades de aire acondicionado, sistema de contra incendios HI FOG y motores eléctricos de las dos hélices de proa.
Cubierta Nº 1: En esta cubierta encontramos el equipo frigorífico de la gambuza, bomba de emergencia de contra incendios y las dos hélices de proa.
La cámara de máquinas está constituida por dos cubiertas:
Cubierta Nº 2: Aquí encontramos el control de la máquina, donde podemos encontrar los aparatos relacionados con el control de los distintos sistemas (control de las lips, paneles de Motores Principales, Sistema de Control Lyngso Marine, etc…). Además encontramos el cuadro eléctrico Principal, los arrancadores remoto de bombas, equipo aire acondicionado del control de máquinas.
En esta misma cubierta encontramos el local del servo, a proa de este local se sitúa la cámara de motores auxiliares, donde nos podemos encontrar con los dos motores auxiliares, módulo de combustible de auxiliares, dos compresores de aire de arranque, compresor de aire de control, compresor de aire de trabajo y las correspondientes botellas de aire.
Cámara Motores Principales, aquí encontramos la parte superior de los cuatro motores principales (turbosoplante, conductos de gases de escape, culatas y bombas de inyección), enfriadores del circuito de baja temperatura, enfriadores del circuito alta temperatura y dos evaporadores de agua dulce.
En este mismo nivel pero en otro lugar encontramos el taller mecánico, eléctrico y los diferentes pañoles de la máquina.
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Control de máquinas
Cubierta Nº 1: En esta cubierta a popa está la sala PTO en la cual podemos encontrarnos los cuatro alternadores de cola, dos de los cuales se utilizan para las hélices de proa aunque también se pueden acoplar a la red. Aquí encontramos las dos líneas de ejes.
A proa de la sala PTO está la sala principal de la máquina donde nos encontramos con los cuatro motores principales, reductoras, unidad de precalentamiento de motores principales, separador de sentinas, bomba contra incendios, las dos unidades de las Lips y enfriadores de aceite.
A proa babor de la sala principal de la máquina nos encontramos con la sala de depuradoras, donde están las cuatro depuradoras de aceite, dos depuradoras de fuel, una depuradora de gas-oil y dos módulos de combustible para la preparación del combustible. A proa estribor de la sala principal y al mismo nivel de la sala de depuradoras nos encontramos con la sala de la caldera donde está la caldera y el tanque de observaciones. Separando estas dos salas se sitúan los tanques de sedimentación y diario tanto de fuel como de gas-oil y los tanques de almacén de aceite. Estos tanques en su tope afecta a la cubierta dos.
A proa de la cubierta uno nos encontramos con la sala de bombas, en la cual podemos ver las bombas de lastre, bomba de contra incendios y los tanques almacén de combustible.
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Tanto a babor como a estribor en los dos guardacalor del buque, nos encontramos con las dos calderetas de gases de escape así como los tanques de compensación de Motores Principales y Motores Auxiliares.
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3. PROPULSIÓN DEL BUQUE
3.1 Motores principales
3.1.1 Características generales
El buque dispone para la propulsión de cuatro motores principales WÄRTSILA tipo 9L38. Estos motores son diesel de 4 tiempos, de media velocidad, sobrealimentado y de inyección directa. Cada motor dispone de 9 cilindros en línea capaz de desarrollar una potencia de 5940 kW (7920 CV) a 600 r.p.m.
DATOS PRINCIPALES
Tipo de motor 9L38
Número de cilindros 9 en línea
Diámetro del cilindro 380 mm
Carrera 475 mm
Cilindrada por cilindro 53,8 l
Número de cilindros 9
Orden de encendido
Sentido horario 1-7-4-2-8-6-3-9-5
Sentido antihorario 1-5-9-3-6-8-2-4-7
Datos motores principales
3.1.2 Descripción de las partes del motor
3.1.2.1 Bloque motor, cojinetes y camisa
Bloque del Motor
El bloque motor es de de hierro fundido y está fabricado en una sola pieza y soporta el cigüeñal suspendido. Las tapas de los cojinetes principales, fabricadas en hierro fundido, están apretadas mediante dos espárragos en vertical y otros dos espárragos laterales, que logran una instalación de cojinete de cigüeñal muy rígida. Los citados espárragos están apretados hidráulicamente.
El cárter, de tipo seco, montado bajo el bloque del motor y sellado con una junta de goma, está provisto de un colector integrado de suministro principal de aceite lubricante. Los alojamientos de cojinetes del eje de levas y el colector de aire de carga están incorporados al bloque del motor. Una serie de tapas del cárter están equipadas
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con válvulas de seguridad que desahogan la sobrepresión en caso de una explosión en el cárter.
Cojinetes principales
Las tapas de los cojinetes principales, que soportan al cigüeñal suspendido, se sujetan mediante tornillos tensados hidráulicamente, dos desde abajo y dos horizontalmente. Los casquillos de los cojinetes son de tipo bimetálico y están provistos de guías axiales que permiten montarlos correctamente. Todos los cojinetes principales están provistos además de sensores de temperatura.
Cojinetes de empuje
El motor lleva incorporado un cojinete de empuje en el lado de accionamiento. Los casquillos de este cojinete de empuje son del mismo tipo que los de los cojinetes principales, sólo que de distinto tamaño. Las dos pares de arandelas de empuje guían al cigüeñal axialmente.
Cojinetes eje de levas
Los casquillos de los cojinetes del eje de levas se montan en alojamientos directamente mecanizados dentro del bloque del motor. Los casquillos se pueden inspeccionar y medir; bien desmontando el cojinete liso del eje o bien abriendo una conexión del mismo y deslizando todo el eje hacia el lado libre del motor.
Camisa del cilindro
Las camisas del cilindro son de una fundición especial centrifugada. El cuello está provisto de orificios de refrigeración. La temperatura de la camisa está monitorizada por sensores situados en los orificios situados en la parte superior de la camisa.
3.1.2.2 Elementos motrices
Cigüeñal
El cigüeñal está forjado en una única pieza y está provisto de contrapesos, sujetos mediante pernos de apriete hidráulico. En el extremo del volante, el cigüeñal está provisto de una tórica para el cierre del cárter, un cojinete de empuje y de los engranajes de accionamiento del eje de levas.
El cigüeñal se puede girar por medio de un mecanismo virador eléctrico, montado sobre el motor, que actúa sobre la corona dentada. El acoplamiento o desacoplamiento del virador se realiza mediante una palanca. Esta palanca está ajustada por medio de un pasador. El virador está provisto de una válvula de bloqueo que impide arrancar el motor si aquél está engranado.
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Biela
La biela está forjada y mecanizada en una aleación de acero, con una sección redondeada. La cabeza de la biela está seccionada horizontalmente en 3 piezas, para permitir el desmontaje del pistón y de los elementos de la biela. Todos los pernos de la biela son de apriete hidráulico. Los cojinetes de cabeza de biela y del bulón son de tipo bimetálico.
Entre la biela y el cojinete de cabeza de biela, existe un suplemento. El aceite llega al cojinete del bulón a través de un orificio en la biela.
Pistón y biela
Pistón
El pistón es de material compuesto, con una faldilla de fundición no nodular y una corona de acero forjado, atornilladas entre sí. El espacio entre la corona y la faldilla está lubricado con aceite para la refrigeración de la corona, por medio de un efecto de coctelera. El aceite es conducido desde los cojinetes principales, a través de orificios en el cigüeñal, hasta los cojinetes de cabeza de biela y de ahí, a través de orificios en la biela, bulón y faldilla, hasta el espacio de refrigeración, y desde aquí de vuelta al cárter. Parte de este aceite de lubricación es desviado de la faldilla del pistón a través de toberas especiales, para lubricar la camisa.
El juego de aros del pistón incluye dos aros de compresión y un aro rascador cargado por un resorte.
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3.1.2.3 Culata
Cada cilindro está equipado con una culata que incluye dos válvulas de admisión y dos válvulas de exhaustación con Rotocaps, una válvula principal de inyección, una válvula de inyección piloto, una válvula de seguridad y una válvula indicadora.
Las culatas están fabricadas de fundición gris de calidad especial y están refrigeradas con agua. El agua entra en la culata desde el bloque del motor por los orificios de la camisa y sale por un canal en la parte superior de la camisa y fluye por una tubería, que desagua fuera.
Válvulas de admisión y escape
El mecanismo de las válvulas integra en la culata las guías de válvula y el asiento de las válvulas de admisión. Las válvulas de admisión y escape están equipadas con Rotocaps. Son mecanismos rotatorios que giran las válvulas 8º cada vez que se abren. Esta rotación hace que las válvulas se desgasten suavemente y se aumenten los intervalos de mantenimiento.
El doble sistema de muelles para cada válvula hace que el mecanismo de la válvula sea más estable.
Válvula indicadora de diagrama
Es aquella mediante la cual podemos medir la presión que hay en el cilindro cuando el motor está en marcha. La construcción de la válvula es tal que la presión en el cilindro la aprieta, por lo que la fuerza necesaria para cerrar la válvula es relativamente baja.
Válvula de seguridad
Cada culata está equipada con una válvula de seguridad cargada por muelle. Está válvula nos previene de una presión excesiva del cilindro y emite una señal de alarma cuando ocurre.
3.3.2.4 Eje de levas
El eje de levas se acciona a través del cigüeñal a través de engranajes situados en el extremo del volante de accionamiento del motor. El tren de engranajes consta de 2 piezas sobre el cigüeñal, 2 ejes intermedios apretados hidráulicamente y un engranaje de accionamiento del eje de levas. En el extremo libre, el eje de levas tiene un amortiguador de vibraciones y una extensión con un engrane para accionar el distribuidor de aire de arranque. En el lado de accionamiento el eje de levas tiene un cojinete axial.
El aceite fluye a través de orificios para la lubricación y refrigeración de los engranajes. El árbol de levas gira en el mismo sentido que el cigüeñal pero a la mitad de velocidad.
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Los tramos forjados del eje de levas, incorporan las distintas levas cuyas superficies de deslizamiento están endurecidas por tratamiento. Las superficies de contacto de los cojinetes lisos están endurecidas por inducción.
El eje de levas incorpora un amortiguador de vibraciones viscoso para reducir los efectos causados por las vibraciones torsionales producidas por el motor.
3.3.2.5 Accionamiento de válvulas
El accionamiento opera con las válvulas de admisión y las de escape en el momento requerido. El accionamiento consta de guías de rodillo (11) del tipo de pistón que se mueven en bloques guía independientes, taqués (4) con extremos cóncavos, los balancines de fundición nodular (3) que pivotean en un soporte (13), y una horquilla (14) que se desliza guiada por un vástago.
La guía de rodillo se mueve siguiendo el perfil de la leva y transfiere el movimiento a través del taqué al balancín. El balancín hace funcionar las válvulas de escape y de admisión por medio de una horquilla (14).
Los balancines se lubrican por medio del canal de alimentación del bloque del motor a través de los orificios y conexiones de tubería situados en la culata y el soporte del balancín.
Para la guía de rodillo el aceite a presión se suministra por el canal de alimentación a través de unos orificios en el bloque del motor. El aceite para el rodillo y el eje se da por el pasador guía.
Con el fin de compensar la expansión térmica deberá existir holgura entre el balancín y la horquilla.
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Accionamiento de válvulas
3.3.3 Sistema de lubricación
El motor está lubricado por un sistema de cárter seco, en el cual se trata el aceite fuera del motor por medio de separación continua. Las funciones principales de la lubricación son, prevenir el contacto entre dos superficies, transferir el calor y limpiar.
3.3.4.1.1. - Descripción
Los elementos principales del sistema interno de lubricación son la bomba de lubricación del motor, válvula de control y seguridad, válvula de no retorno, filtro doble de aceite, el filtro centrífugo.
• Bomba de lubricación del motor
La bomba de aceite lubricante es una bomba de 2 husillos, accionada por el mecanismo en el extremo libre del motor.
• Válvula de control y seguridad
Una válvula de control, acoplada en la carcasa de la bomba, evita fluctuaciones en la presión de aceite debidas a variaciones en la velocidad de la bomba o en la viscosidad del aceite. La referencia para la válvula de control es la presión a la entrada del colector de aceite lubricante. Existe una válvula de seguridad integrada en el cuerpo de la válvula de control.
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• Válvula de no retorno
La descarga de la bomba de aceite acoplada está provista de una válvula de no retorno para evitar un contra flujo sólo en el caso de que se instale una bomba externa.
• Filtro doble
El motor lleva un filtro doble en el suministro principal al colector de aceite del motor. El filtro doble es una protección y no está concebido como el principal elemento de limpieza.
• Válvula de muestra
La línea de suministro de aceite está provista de una sección con una válvula para la toma de muestras de aceite.
• Filtro centrífugo
El motor lleva incorporado un filtro de tipo centrífugo en by-pass. La principal función de este filtro es indicar la calidad del lubricante.
Filtro centrífugo
El filtro comprende un alojamiento (12) que contiene un husillo de acero cementado (2) en el que gira libremente un rotor (3) equilibrado dinámicamente. El aceite sube a través del alojamiento, hacia el vástago central dentro del rotor. El rotor aloja dos compartimentos, una cámara de limpieza y una cámara conductora. El aceite entra desde el tubo central (13) dentro de la parte superior
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de rotor, donde se somete a una gran fuerza centrífuga, y la suciedad se deposita en las paredes del rotor en forma de lodo.
El aceite pasa del compartimiento de limpieza al compartimiento conductor, formado por el tubo vertical (11) y la parte inferior del rotor (4), que soporta dos toberas de accionamiento. El paso de aceite limpio a través de las toberas proporciona un par de accionamiento al rotor y el aceite retorna a través del alojamiento del filtro al cárter del motor.
3.3.4.1.2 Funcionamiento
Después de la tubería de distribución en la parte inferior del cárter de aceite, el circuito de aceite es tal y como se explica a continuación:
Sección transversal circuito aceite lubricante
El aceite suministrado a cada cojinete y a la parte superior del motor pasa por un filtro de rodaje, después de lo cual el gato situado debajo puede extenderse y conectarse a la tapa de cojinete principal.
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Desde el centro y bajo la tapa de cojinete principal, el aceite encuentra un canal horizontal hasta ambos orificios de espárrago de tapa de cojinete. Estos orificios verticales están sobredimensionados en diámetro y dejan suficiente espacio para la circulación del aceite hacia arriba. En las caras de unión existen unos huecos desde los cuales, el aceite encuentra su camino hasta el orificio en el asiento del cojinete principal en la parte de arriba del casquillo superior de cojinete. El casquillo superior de cojinete es parte de la circunferencia provista de grandes orificios desde los cuales el aceite circula hasta un extremo del orificio situado en el muñón del cojinete del cigüeñal.
Flujo de aceite en los cojinetes principales
El flujo de aceite del cigüeñal va a través de un canal transversal, el aceite entra en un orificio a través de la muñequilla. Desde aquí el aceite circula a través del orificio en la muñequilla, hasta grandes orificios en la parte inferior del casquillo de cojinete de cabeza de biela, hasta el interior de una ranura en forma de circunferencia en la tapa inferior de cojinete y en vertical hasta los orificios de la tapa superior. Desde aquí el aceite circula hacia la biela.
Flujo de aceite en la biela
En la parte inferior, dos orificios conducen el aceite a un sólo orificio central hasta el pie de biela. A través de orificios en el bulón, el aceite entra a un espacio de distribución dentro del bulón. A ambos lados de este espacio existen orificios equitativamente
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divididos en una circunferencia a través de la cual el aceite descarga en canales verticales en la falda del pistón. En la parte superior de estos canales, la circulación de aceite está restringida por orificio. Parte del aceite sale de la falda del pistón a través de toberas especiales hasta la camisa, formando una película de aceite entre el pistón y las superficies de la camisa. Desde la camisa, el aceite se recoge en el cárter de aceite desde donde fluye libremente de vuelta al tanque del sistema.
El sistema de lubricación del motor incorpora tuberías, que suministran lubricante a los puntos de operación más importantes. . Las tuberías se sitúan en la parte final de ambos lados, donde el aceite pasa o es rociado a los siguientes puntos. Parte del aceite que fluye hasta el cojinete axial, se ramifica para la lubricación del engrane intermedio.
Flujo de aceite en el cojinete axial y accionamiento de engrane
Desde esta sección, el aceite se suministra a:
• Cojinete axial del eje de levas.
• Engrane intermedio.
• Mecanismo de accionamiento del gobernador.
Desde el colector principal de aceite lubricante en la parte inferior del motor, hay una sección que se conecta al colector conectado a su vez a la parte superior del bloque de cilindros, así se lubrica la parte superior del motor
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Flujo de aceite a la parte superior del motor
Desde el colector superior (4), el aceite es suministrado a:
• Los cojinetes del eje de levas
• Unidad de accionamiento de bomba de combustible de Alta Presión y mecanismo
• Unidad de accionamiento del taqué
• Balancín y barras empujadoras
• Inyector de combustible para la refrigeración de la tetilla de la tobera.
Flujo de aceite en el inyector
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3.3.4.1.3 Detector de niebla en el cárter (VISATRON)
El VISATRON (o detector de neblina en el cárter) es un sistema de seguridad del motor. Cuando este sistema nos índica que hay una alarma, inmediatamente produce una reducción automática y si el problema persiste, la parada del motor.
Función de los detectores de neblina de aceite:
Los detectores de neblina de aceite aspiran continuamente a través de un sistema de tuberías a la atmósfera en el campo motriz conduciéndola a través de un trayecto de medición de opacidad muy sensible, y que trabaja con gran exactitud. En este trayecto de medición se determina el grado de enturbiamiento de la atmósfera en el campo motriz con la ayuda de rayos infrarrojos.
En el estado de vigilancia, la atmósfera en el campo motriz es absorbida en todos los tipos VISATRON paralelamente en cada uno de los compartimentos del motor y es conducida inmediatamente al trayecto de medición de opacidad para la vigilancia. Esto garantiza un tiempo de respuesta lo más breve posible en caso de un aumento de la atmósfera en el campo motriz.
Los detectores de neblina de aceite, montados directamente junto al motor con el fin de mantener los conductos de aspiración lo más cortos posibles y reducir con ello al mínimo el tiempo de retardo, se componen de:
• Una placa de base con una bomba de chorro de aire (que tiene la función de generar la presión negativa necesaria para aspirar la atmósfera en el campo motriz), la calefacción que lleva instalada y un enchufe compacto para el acoplamiento eléctrico de los detectores de neblina de aceite.
• La pieza de medición recambiable, que contiene la parte electrónica.
• La unidad de conducción al campo motriz, mediante la cual la atmósfera en el campo motriz es conducida a los detectores de neblina de aceite.
El modelo de VISATRON que incorporan estos motores es el VN115. Las características de este modelo son las siguientes:
A través de dos colectores (uno a cada lado del motor), desde los que conducen tocones adaptadores a cada uno de los compartimentos del motor, la atmósfera en el cuarto de motores es conducida a los detectores de neblina de aceite y vigilada para ver si sobrepasa un valor determinado.
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En caso de sobrepasar tal valor, se produce en el VN 115 una alarma de neblina de aceite sin indicar en qué parte del motor se encuentra la avería.
Esquema Visatrón
El detector de neblina de aceite tiene un indicador de opacidad en su pantalla. El indicador de opacidad está formado por una cadena de diodos luminosos compuesta por 14 diodos luminosos rojos, de los que se enciende con luz fija o intermitente un diodo luminoso cada vez, siempre y cuando exista la tensión de alimentación necesaria.
Esta cadena de diodos luminosos indica funciones distintas dependiendo del estado en que se encuentre el detector de neblina de aceite (diodo luminoso de “READY” verde, apagado o encendido):
A) Si el diodo luminoso de “ready” está encendido, el detector de neblina de aceite funciona de modo normal.
Lo que se indica es el ensuciamiento porcentual, es decir, el tamaño de la capacidad de la neblina de aceite por encima del valor de referencia, y se ilumina la cadena de diodos
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luminosos empezando por el piloto inferior. Cada yodo luminoso cubre, pues, un trayecto de opacidad determinado.
En la cadena de diodos luminosos se enciende siempre un solo piloto, aunque puede ocurrir que en caso de que exista una opacidad entre los valores de opacidad que corresponden a dos diodos luminosos cercanos, flameen estos diodos luminosos.
En caso de que la opacidad sea mayor que el trayecto indicador, se enciende el diodo luminoso superior de la cadena de diodos luminosos.
B) Si el diodo luminoso de “ready” verde está apagado, el detector de neblina de aceite no funciona.
Lo que se indica es el tipo de avería detectada mediante la luz intermitente de un diodo luminoso en la cadena de diodos luminosos. A cada diodo luminoso le corresponden determinadas causas de avería, que explicaremos a continuación y que pueden leerse en forma de una designación abreviada en la placa de características.
Por motivos técnicos sólo puede indicarse una avería cada vez en la cadena de diodos luminosos. Nada más reparada la avería indicada, se indicará nuevamente otra avería, en caso de que exista.
Si ya no existe ningún tipo de avería en el detector de neblina de aceite, la cadena de diodos luminosos vuelve a indicar automáticamente la opacidad, hecho que se refleja, por una parte, al cambiar la luz intermitente a luz fija en la cadena de diodos luminosos y, por otra parte, al encenderse el diodo luminoso de “READY” verde. Existe una excepción para el caso de que se indiquen averías sólo se puede hacer reversible la indicación de avería, si se ha desconectado y vuelto a conectar la tensión de alimentación, ya que sólo es posible la lectura de los mandos inmediatamente después de haber instalado la tensión de alimentación.
Si no hay ningún diodo luminoso encendido significa que:
• El dispositivo de seguridad del detector de neblina de aceite no funciona.
• La alimentación de corriente no funciona.
• La tensión de alimentación es muy baja o no existe
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VISATRON
3.3.4 Sistema de agua de refrigeración
La refrigeración del motor se realiza mediante la utilización de dos circuitos separados de agua.
El circuito de alta temperatura (AT) y el circuito de baja temperatura (BT).
• El circuito de AT refrigera los cilindros, culatas, turbocompresor y la primera etapa del enfriador de aire de carga.
• El circuito de agua de BT refrigera la segunda etapa del enfriador de aire de carga y el enfriador de aceite lubricante.
Circuito de Alta Temperatura
El circuito AT enfría los cilindros, las culatas y el turbocompresor. Una bomba centrífuga bombea el agua a través del circuito de AT. Desde la bomba fluye agua al conducto de distribución, integrado en el bloque del motor. Desde los conductos de distribución, el agua fluye hasta las camisas de agua de los cilindros y sigue por las piezas de conexión hasta las culatas donde es forzada por la plataforma intermedia a
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fluir a lo largo de la pared del fondo, alrededor de la tobera y los asientos de las válvulas de escape, enfriando eficazmente todos estos componentes.
Desde la culata, el agua fluye a través del multiconducto hasta llegar al colector, luego a la válvula de control de temperatura manteniendo la temperatura al nivel correcto.
Paralelamente al flujo a los cilindros, parte del agua llega también al turbocompresor.
Circuito de Baja Temperatura
El circuito de L.T. fluye primero la segunda etapa del enfriador de aire de admisión, seguidamente al enfriador de aceite lubricante (instalado exteriormente del motor). Al salir del enfriador de aceite éste se dirige al enfriador del circuito de H.T. para refrigerar el agua de alta temperatura. Seguidamente el agua de baja temperatura a la salida del enfriador de H.T. se dirige al enfriador de L.T. donde se refrigera con agua de mar.
Ambos circuitos el de baja y el de alta temperatura disponen de su propio tanque de compensación a la cual se le añaden los productos químicos necesarios para mantener dentro de unos límites aceptables la presencia de nitritos, controlándose los valores de cloro y el pH.
Precalentamiento
Para poder arrancar el motor directamente con combustible pesado deberá precalentarse el agua del circuito de AT. Para calentar el circuito se conecta antes del motor en el circuito de AT una bomba y un calentador. Este calienta el circuito de AT a 60-80ºC. Las válvulas antirretorno del circuito obligan al agua a circular en el sentido correcto.
3.3.5 Sistema de combustible
Básicamente el sistema de combustible se sitúa dentro de la caja caliente. El combustible en circulación, junto con el calor irradiado del motor, mantiene el espacio completo caliente de manera que no se necesitan otras tuberías para calentamiento.
El motor está equipado con un sistema doble de inyección, estando cada cilindro provisto de una bomba de inyección y dos válvulas de inyección, principal y piloto. El inyector piloto con su sistema de control se diseña especialmente para ir a bajos regímenes y para el arranque del motor. El inyector principal no precisa de refrigeración y se sitúa en el medio de la culata.
El drenaje del combustible de las bombas y las válvulas del combustible se realiza a través de canales especiales de fugas. El motor está equipado con sensores de fugas, que controlan separadamente aquellas procedentes de las bombas, inyectoras, tuberías de inyección y caja caliente.
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Bombas de inyección
Las bombas de inyección son de tipo monobloc, donde el cilindro y la tapa del cilindro se integran en uno solo. La bomba de inyección empuja a presión el combustible hacia la tobera de inyección. Cada bomba se equipa con una válvula principal, una válvula piloto de control, una válvula de presión constante y el cilindro de parada de emergencia.
• Válvula principal de descarga
Esta válvula actúa como válvula de descarga para controlar la cara de combustible hacia el inyector y como válvula de no retorno para evitar que los picos de presión procedentes de la línea de inyección lleguen a la cámara de la bomba.
• Válvula piloto de control
Esta válvula controla la cantidad de combustible que se inyecta a través del inyector piloto.
• Válvula e presión constante
Esta válvula estabiliza las pulsaciones de presión en la tubería del inyector.
• Cilindro de parada de emergencia
Este cilindro empuja la bomba de combustible a la posición cero con aire a 30 bar del sistema de control cuando el control de sobrevelocidad se activa.
Línea de inyección
La línea de inyección principal consta de una pieza de conexión (1), que se aprieta en la tobera principal (2), y una tubería de inyección con dos codos (3).
La pieza de conexión se sella con superficies metálicas lisas. La línea del inyector piloto consta de una tubería con dos codos (4) conectada directamente a la tobera piloto (5).
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Circuito del sistema de combustible y otros elementos
Control de presión: El manómetro (1) en el panel de instrumentos y el sensor de presión (2), conectado a la línea de alimentación de combustible, informa de la presión de combustible antes del motor. El sensor de presión se ajusta para lectura remota y alarmas.
Control de temperatura: Un sensor PT100 (4) ajustado a la línea de suministro de combustible informa de la temperatura del combustible antes del motor.
Control de fugas de combustible: Las fugas de combustible del sistema de inyección se recogen en un colector (5) en la caja caliente. El colector se divide en dos secciones: una para recoger el flujo normal de retorno de las bombas y toberas y otro separado para la posible pérdida de las tuberías de inyección.
El sensor de fugas (6), situado a la salida de la tubería de combustible, controla las fugas y da una alarma ante un aumento anormal de flujo de retorno o de una fuga en la tubería de inyección. Todas las tuberías de fugas de combustible están equipadas con conexiones rápidas (3) para facilitar la detección de exceso de fugas.
El combustible de fugas puede ser reutilizado después de un tratamiento especial.
El sistema separado de recogida de fugas (11), va desde el nivel superior del motor, recoge el aceite sobrante, - combustible o- el agua que se fuga al revisar el motor.
Regulador de presión: Una válvula de control de presión (10) se ajusta a la tubería de salida del combustible para regular la presión del combustible y para mantener la presión constante cuando se funcione a carga variable.
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3.3.4 Sobrealimentación y refrigeración de aire
El motor está equipado con un turbocompresor ABB modelo VTR 454 P-11 y un enfriador de aire situado bien en el extremo libre o en el extremo de accionamiento del motor.
El turbocompresor está accionado por gases de escape provenientes de varios cilindros a través de las válvulas de escape abiertas. El compresor (1) gira con la turbina (2) y mete aire desde la sala del motor aumentando la presión de aire de ambiente a un mayor nivel (presión de aire de carga). El aire es calentado en el proceso y por esta razón va a través del enfriador de aire (3) y del separador de agua (5), antes de entrar al colector de aire (4) y los cilindros a través de las válvulas de admisión abiertas.
3.3.4.1 Turbocompresor
El turbocompresor es del tipo axial. Los alojamientos de entrada y salida del turbocompresor se enfrían con agua procedente del sistema de refrigeración de los cilindros.
El turbocompresor tiene su propio sistema de lubricación en el que se incluye bombas en el lado de la turbina y del compresor. Está provisto de un visor especial para controlar el nivel de aceite, la calidad del aceite y el funcionamiento de la bomba de aceite.
El turbocompresor está equipado con dispositivos de limpieza para limpiar la turbina y el compresor, mediante la inyección de agua.
La velocidad se mide por medio de un captor instalado en el lado del compresor.
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3.3.4.1.1 Limpieza del turbocompresor
La eficacia de un motor diesel está estrechamente relacionada con la eficacia del turbocompresor, que a su vez está directamente influenciada por el grado de suciedad de la rueda compresora, difusor, anillo de toberas y rotor. La limpieza regular es esencial durante el funcionamiento del motor. La limpieza no es efectiva cuando no se realiza de forma regular.
Los siguientes factores pueden influenciar en el grado de suciedad:
• Medio ambiente.
• Calidad del combustible.
• Carga.
• Mala combustión.
El compresor debe limpiarse mediante inyección de agua durante el funcionamiento del motor. El proceso de limpieza tendrá buenos resultados siempre que la formación de depósitos no sea excesiva. Con este método de limpieza, el agua no actúa como disolvente sino que elimina los depósitos mecánicamente mediante el impacto de las gotas de agua. El sistema de limpieza del compresor está provisto de un contenedor de agua. Durante la limpieza el contenedor está presurizado con el aire de carga a través de una línea a través de la cual el agua es forzada a la línea de aspiración del compresor. Para un lavado eficaz, es importante inyectar toda el agua necesaria en un periodo comprendido entre 4 y 10 segundos.
En el lado de la turbina, la limpieza regular de ésta durante el funcionamiento evita o retarda la formación de depósitos. El suministro de agua se conecta a unas toberas montadas en el colector de escape, antes de la entrada del turbocompresor. El agua se inyecta a través de estas toberas.
No se deben usar ni aditivos ni disolventes en el agua de lavado
3.3.4.2 Enfriador
El motor está equipado con un enfriador para enfriar el aire comprimido y calentado después del turbocompresor. El enfriador de aire de carga está amarrado a la caja de aire y al codo de entrada con tornillos.
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Enfriador de aire de carga
El enfriador consta de dos etapas, en el que la temperatura del aire se regula en función de la carga, por los flujos de agua de refrigeración de AT y BT.
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3.3.5 Sistema de exhaustación
El sistema de escapes es una retiene la energía cinética de los gases de escape en una tubería de escape simple de presión constante. Los gases de escape provenientes de cada cilindro son conducidos a un colector de escapes común conectado al turbocompresor. Las secciones de los tubos disponen de dilatadores en ambos extremos para evitar la deformación térmica.
Una vez han pasado por el turbocompresor, los gases de escape se agrupan en dos colectores (uno de los motores de babor y otro para los de estribor) para subir por el guardacalor, donde pasan por las calderetas de escape para llegar, finalmente el exterior.
Configuración del colector de gases de escape
3.3.6 Sistema de aire de arranque
3.3.5.1 Descripción
El motor arranca con aire comprimido a un máx. de 30 bar. La presión mínima requerida es de 15 bar. La línea de suministro para el aire de arranque consta de una válvula de no retorno (13). La línea de suministro para el aire de control consta de una válvula de bola (15).
La válvula solenoide (20) se activa eléctricamente (control remoto) o manualmente (en el motor) y envía una señal a la válvula principal de aire de arranque (01). La interrupción del aire de control cierra la válvula principal de aire de arranque.
Cuando la válvula principal de aire de arranque se activa, el aire circula a través de los corta fuegos (02) hasta las válvulas de aire de arranque (03) en las culatas. Parte del aire circula a través del distribuidor de aire de arranque (04) a cada una de las válvulas en las culatas. El distribuidor controla la apertura y cierre de las válvulas de aire de arranque. En el momento en el que la válvula principal de aire de arranque (01) se activa también lo hace el booster del actuador (05). La línea principal de aire de arranque consta de una válvula de seguridad (18). La válvula (09) es un dispositivo de seguridad que evita que
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el motor arranque cuando el virador está embragado. La válvula (21) corresponde a la parada de emergencia y sobrevelocidad.
Sistema de aire de arranque
3.3.5.2 Elementos que forman el sistema de aire de arranque
Distribuidor de aire de arranque
El distribuidor de aire de arranque es del tipo de pistón con camisas intercambiables mecanizadas con precisión. Los pistones del distribuidor están controlados por una leva conectada al extremo del eje de levas. Cuando se abre la válvula principal de arranque, los pistones de control son presionados contra la leva, de manera que el pistón de control del cilindro del motor que está en la posición de arranque, admite aire de control al pistón de la válvula de arranque. La válvula de arranque se abre y permite que el aire comprimido pase al interior del cilindro del motor forzando ese pistón hacia abajo. Poco
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antes de que las válvulas de escape se abran, la válvula de control interrumpe el aire de control a la válvula de aire de arranque y el suministro de aire a ese cilindro termina.
Válvula de aire de arranque
La válvula de aire de arranque se acciona por medio de la presión de aire de control procedente del distribuidor de aire de arranque. La válvula consta de un vástago con un pistón de resorte montados en alojamientos separados.
3.3.7 Sistema de control
3.3.7.1 Descripción
El motor dispone de un sistema de control local denominado LCS.
El LCS comprende lo siguiente:
• Medición de la velocidad del motor y turbocompresor
• Control de la velocidad / carga del motor.
• Sistema de seguridad del motor
• Arranque del motor
• Parada del motor
• Bloqueo del arranque
• Parada automática del motor
• Petición de reducción de carga
• Señalización de todos los sensores de alarma y control
• Lectura de parámetros importantes del motor
• Comunicación de datos con sistemas externos (ej. Sistemas de alarma, control y visualización).
El control de la velocidad de rotación de un motor se efectúa variando la proporción de admisión de combustible en los cilindros del motor. El cometido para el que se utiliza el motor normalmente determina el grado de precisión requerido en el control de velocidad. Para controlar la velocidad del motor se utiliza un actuador que posibilita al motor responder a las exigencias de cambio de carga. El proceso de variación de carga está comentado anteriormente. Este motor dispone de un limitador mecánico, los limitadores mecánicos, limitan la rotación de la barra de control común de combustible a la posición mínima y máxima y por lo tanto el recorrido de las cremalleras de
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combustible. Los limitadores están ajustados y asegurados para evitar la sobrecarga del motor.
Sistema de control local (LCS)
3.3.7.2 Mecanismo de control
Durante el funcionamiento normal, la velocidad del motor está controlada por medio del regulador que controla la cantidad de combustible inyectado, correspondiente a la carga.
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Mecanismo de control
El movimiento de control se transfiere al eje de regulación a través de una varilla accionada por un muelle. Este mecanismo permite que las funciones de parada o de limitación de carga sean transferidas al eje de regulación, con independencia de la posición del regulador. El eje de regulación consta de piezas más pequeñas conectadas con juntas y soportadas por el bloque del motor, por medio de cojinetes de soporte. Los cojinetes de empuje limitan el movimiento axial. El movimiento desde el eje de control hasta las cremalleras de las bombas de inyección se transfiere a través de la palanca del eje de regulación y después a la palanca de la cremallera. Unos muelles de torsión permiten que el eje de regulación, y en consecuencia las otras cremalleras, puedan moverse a la posición de parada aunque una de las cremalleras se haya agarrotado. Del mismo modo, otros muelles de torsión permiten que el eje de regulación pueda moverse hacia la posición de combustible conectado, aunque una bomba de inyección se haya agarrotado en la posición de ‘sin combustible’.
3.3.7.3 Mecanismo de parada
El motor puede ser parado por medio de una palanca. Cuando la palanca de parada se mueve hasta la posición de parada, la palanca y la barra de conexión actúan en el engrane primario y el segmento del engrane secundario para forzar hasta una posición de parada al eje de regulación.
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Mecanismo de parada
El regulador de velocidad está también provisto de un solenoide de parada con el que puede pararse el motor a distancia. El solenoide va conectado también al sistema electroneumático de protección contra sobrevelocidad y al sistema de parada automática. Este último sistema parará el motor por presión de aceite lubricante excesivamente baja, temperatura del agua de circulación excesivamente alta, niebla en el cárter, etc.
Parada Manual
Mover la palanca de parada (6) de la posición normal de funcionamiento ’A’ a la posición de parada ’B’. Comprobar que el pasador (8) bloquea la palanca de parada.
Parada Local
Pulsar el botón de parada en el panel de control local. La señal de parada activa la solenoide (21) y la válvula de parada (17), y el aire es admitido a los cilindros de parada (8) montados en las cremalleras de combustible de las bombas. La presión de aire en los cilindros de parada se eliminará después de que la solenoide (21) es desactivada.
Parada Remota
Pulsar el botón de parada en la sala de control. La señal de parada desactiva el controlador del actuador, activa la solenoide (21) (ver parada local) y si presente, la solenoide de parada en el actuador.
Parada por Sobrevelocidad
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El motor tiene dos sistemas independientes de parada por sobrevelocidad, uno electroneumático y uno mecánico. El sistema electroneumático mueve cada cremallera hasta una posición ‘sin combustible’ por medio del cilindro neumático que actúa sobre cada bomba e inyección. El cilindro acciona el pistón del extremo libre de la cremallera de la bomba de combustible. El sistema mecánico acciona un pasador moviendo el eje regulador hasta la posición de parada. Ambos sistemas pueden armarse manualmente. En el caso de que el regulador electrónico detecte sobrevelocidad activa la solenoide (21) y la válvula de parada (17).
Sistema de parada
3.2 Reductoras
3.1.1 Características generales
Las reductoras de la instalación son FLENDER GVL 1400. La instalación consta de dos reductoras, una en cada línea de ejes; que hacen pasar a dos ejes con 600 rpm (las de los motores principales) a uno con 138,7 rpm (velocidad de la hélice) y otro eje donde se sitúan los generadores de cola (PTO).
DATOS REDUCTORAS
Tipo GVL
Tamaño 1400 mm
Ratio 4,333:1
Distancia centro del reductor
2800 mm
Peso 43.000 kg
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Cantidad de aceite 2000 l
Disposición reductoras
Es fundamental que el motor y el reductor estén alineados con respecto al eje de la hélice. Entre el motor y el reductor el par del motor es transmitido a través de un acoplamiento de gran elasticidad torsional al reductor (VULKAN). Los dos ejes de entrada van dispuestos simétricamente con respecto al eje de salida. Los ejes de entrada y los de las PTO’s van apoyados sobre rodamientos, mientras que para el eje de salida se emplean cojinetes antifricción.
El primer embrague del reductor no se debe conectar a las revoluciones máximas del motor, normalmente se embraga a 400 r.p.m.. La conexión del embrague sólo debe realizarse en la posición de paso cero de la hélice. Cuando un embrague está embragado, el segundo embrague sólo podrá conectarse una vez que ambos motores estén sincronizados (en este caso, pueden ser a las revoluciones nominales
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correspondientes al primer motor). La toma de fuerza (PTO) sólo puede utilizarse con el eje de salida en movimiento, también en caso de servicio con un solo motor propulsor.
3.1.2 Características generales
Sobre el reductor van instalados dos sistemas de aceite a presión independientes el uno del otro, el primero para la conexión de embragues, y el otro es un sistema de lubricación de la reductora. Su temperatura de servicio es 55ºC. Cada sistema de presión de servicio se compone de:
• Bomba de aceite lubricación del reductor.
• Bomba de aceite de lubricación de reserva eléctrica
• Bomba de aceite de control de embargue
• Bomba de aceite de control de embrague de reserva eléctrica
• Filtro de aceite
• Intercambiador de calor
• Válvula de control de la temperatura.
• Válvula limitadora de presión
• Válvula de mando para la conexión del embrague del reductor.
El aceite para la presión de servicio es transportado por medio de las bombas de accionamiento mecánico o a través de las bombas de reserva eléctrica, una para cada circuito independiente. El aceite suministrado por la bomba es filtrado y enfriado de tal forma que la temperatura del aceite no sobrepase la temperatura normal de servicio. La presión de aceite se regula a la presión de servicio en la válvula limitadora de presión. La presión normal de servicio es de aproximadamente 20-25 bar.
El engrase de los cojinetes antifricción del eje de salida tiene que estar garantizado en cualquier estado de funcionamiento. La presión de engrase es regulada por medio de una válvula limitadora de presión sometida a la presión de un muelle. La presión normal de servicio tiene un máximo de 3 bar.
Al girar el eje de entrada, la bomba de aceite del reductor suministra aceite a presión para el engrase y para la conexión del los embragues. En la posición de parada el aceite es evacuado a las tuberías de aceite lubricante y al cárter de aceite.
3.3 Hélices propulsoras
3.1.1 Características generales
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El buque está dotado de dos hélices propulsoras John Crane-Lips. Son hélices de paso variable. Características principales:
- Velocidad de la hélice: 138,8 rpm
- Potencia del motor, régimen continuo máximo (MCR): 11880 kW
- Poder entregado en la hélice:
78 % MCR : 8942 kW
85 % MCR : 9744 kW
93 % MCR : 10664 kW
100 % MCR : 11465 kW
- Diámetro de la hélice: 4850 mm
- Número de palas: 4
- Material de las palas: Br-Ni-Al-Cu3
- Material del núcleo: Br-Ni-Al-Cu3
Las hélices de palas orientables tipo 4C de Lips presentan las características siguientes:
El cuerpo del núcleo está fundido en una sola pieza con cojinetes de apoyo radial para absorber las cargas ejercidas por las palas y por el mecanismo de ranura del cigüeñal. Cada pala se conecta a su portapala mediante pernos y pasadores. Los pernos son de cabeza hexagonal y debajo de la cabeza llevan una junta tórica como obturador. Los pernos se deben apretar con una llave dinamométrica. Los pernos se bloquean con tiras de acero inoxidable soldadas. La rotación de las palas y portadores se efectúa mediante un cilindro – horquilla de movimiento axial a través del mecanismo de ranura del cigüeñal. Las ranuras están posicionadas en el cilindro – horquilla. Los pasadores del cigüeñal forman parte integral de los portadores de palas y están situados en el mismo lado que el borde de salida de las palas. El cilindro – horquilla se mueve axialmente a través de dos pistones. El pistón delantero forma parte integral del eje de la hélice y el pistón de popa forma parte de la cubierta del eje.
Cuando se bombea aceite por la cañería interna a través de la pieza de conexión hacia el lado delantero del cilindro – horquilla, se mueve hacia popa causando el aumento de frecuencia en la rotación de las palas. El pistón delantero está sellado con un obturador a gran presión, consistente en una junta tórica y un anillo obturador. De igual manera el aceite se puede bombear al lado de popa del cilindro – horquilla a través de un tubo de aceite exterior, haciendo que la pala gire hacia el paso de popa. Un aro de pistón actúa a modo de sello entre el pistón de proa y el cilindro. El paso de las palas de la hélice se
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realimenta al sistema de control mediante el tubo de aceite interior que va conectado a la horquilla móvil. Ambos compartimentos de presión del cilindro – horquilla están rodeados por compartimentos con aceite a baja presión.
El mecanismo del interior del núcleo está lubricado con aceite. La cavidad del núcleo está conectada a la caja de distribución de aceite a través de la ranura de engrase entre el tubo fijo y el interior del diámetro interior del eje. Mediante un tanque para alimentación por gravedad conectado a la caja de distribución de aceite se mantiene la presión estática en la cavidad del núcleo. Por medio de una pequeña trayectoria de infiltración que va desde el cilindro delantero a la cavidad de lubricación del núcleo, se garantiza una circulación contínua de aceite de lubricación sobre las piezas con gran carga del mecanismo del núcleo
3.1.2 Línea de ejes
La línea de ejes del montaje de la hélice de palas orientables consiste, de popa a proa, en:
• Núcleo con palas
• Eje de la hélice
• Acoplamiento de manguito montado hidráulicamente
• Eje secundario (hueco)
• Anilla de desmontaje y dispositivo de bloqueo
• Eje de engranajes, unidad servo de paso
El núcleo se conecta al plato del eje de la hélice con pernos y pasadores. Estos últimos llevan una protección de tapa de plato con juntas de estanqueidad y rellenos de grasa mineral. En la forma de acoplamiento de manguito, los extremos de eje se refuerzan mediante manguitos neutralizadores internos, encogidos en el diámetro interior del eje. Los eje se taladran huecos para que contengan el suplemento de tubería hidráulica. Este suplemento consiste en dos tubos coaxiales. El tubo móvil interior conecta el cilindro – horquilla del núcleo con el mecanismo de alimentación de la unidad servo de paso. Transmite la posición del cilindro – horquilla y, consiguientemente la posición de la pala. También transmite aceite a alta presión al lado de proa del cilindro – horquilla para mantener la posición de la pala o ajustar el paso en dirección hacia delante. El tubo fijo exterior se conecta en el diámetro interior del eje y transmite aceite a presión al lado de popa del cilindro – horquilla para ajustar el paso en dirección a popa. Un tercer canal conecta el núcleo con el tanque de aceite y contiene lubricante hidráulico para el núcleo.
3.1.3 Equipo de potencia hidráulica
La instalación hidráulica consiste en:
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• montaje de pistón – cilindro – horquilla dentro del núcleo
• tubos en el interior del eje con válvula de bloqueo en el tubo de aceite móvil
• unidad servo de paso con caja de distribución de aceite que lleva incorporado un indicador de paso mecánico y una caja de transmisores de paso, así como una conexión de fijación de paso de emergencia
• bomba hidráulica con tanque
• tanque para alimentación por gravedad
El equipo de potencia hidráulica está compuesto por un tanque de aceite, bombas, un filtro de retorno doble y válvulas e instrumentos necesarios. Todos los elementos están montados sobre el tanque, excepto la bomba acoplada a la reductora. La bomba acoplada a la reductora actúa como la principal y la otra, montada sobre el tanque y que es eléctrica, hace las funciones de bomba de reserva. En caso de fallo de una bomba principal, se activa la bomba en reserva y se desactiva la principal. En una situación de baja presión contínua, saltará una alarma.
Cuando se requiere efectuar un cambio de paso, se acciona eléctricamente la válvula de control de paso. Una de las bombas suministra aceite a la cámara de forma circular correspondiente a la caja de distribución de aceite a través de esta válvula. Por lo tanto, el aceite se bombea a través del tubo de aceite móvil o vía la cavidad exterior de este tubo hasta el lado planeado del pistón del núcleo para cambiar el paso. El aceite que retorna desde el pistón fluye hacia la caja de distribución de aceite y, conjuntamente al aceite goteado de la caja de distribución, hasta el tanque de la bomba hidráulica. La válvula de control de paso es una válvula proporcional de cuatro vías accionada por válvula auxiliar. La extensión de la abertura de la válvula se regula mediante la válvula auxiliar incorporada. La válvula auxiliar presuriza la válvula principal. La presión de esta válvula auxiliar es proporcional a la señal de alimentación eléctrica variable procedente del sistema de control remoto, lo que regula el índice constante de cambio de paso.
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4. GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
4.1. Motores auxiliares
4.1.1 Características generales
La instalación consta de dos motores auxiliares WÄRTSILA tipo 6L20B. Estos motores son diesel de 4 tiempos, sobrealimentado y de inyección directa. Cada motor dispone de 6 cilindros en línea capaz de desarrollar una potencia de 872 kW (1.185 CV) a 900 r.p.m.
DATOS PRINCIPALES
Tipo de motor 6L20B
Número de cilindros 6 en línea
Diámetro del cilindro 200 mm
Carrera 280 mm
Cilindrada por cilindro 8,8 l
Orden de encendido
Sentido horario 1-5-3-6-2-4
Sentido antihorario 1-4-2-6-3-5
Datos motores auxiliares
4.1.2 Descripción de las partes del motor
4.1.2.1 Bloque motor, cojinetes y camisa
Bloque motor
El bloque del motor es de fundición nodular, fundido en una sola pieza. Tiene una rigidez muy alta. Parte del sistema de agua de refrigeración, incluyendo las tuberías de distribución de agua de camisas, así como los canales de aceite lubricante y los colectores de aire de carga son parte integral del bloque del motor.
Las tapas de los cojinetes principales, que soportan al cigüeñal suspendido, se sujetan con dos tornillos tensados hidráulicamente por debajo y dos horizontalmente. Los casquillos de los cojinetes están guiados axialmente mediante orejetas que permiten su montaje correcto. En el lado de accionamiento del motor hay un elemento combinado volante / cojinete de empuje. Los casquillos del cojinete de árbol de levas están instalados en alojamientos mecanizados directamente en el bloque del motor.
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Las tapas de cárter así como otras tapas de metal ligero se ajustan contra el bloque del motor mediante cuatro tornillos cada una y juntas de goma. En el lado posterior del motor, algunas de las tapas de cárter tienen válvulas de seguridad que alivian las sobrepresiones en caso de explosión del cárter. El filtro centrífugo de aceite está montado en una de las tapas. Otra de las tapas está provista de un agujero de llenado de aceite.
Las tapas extremas son de hierro fundido. Las tapas se sellan contra el bloque del motor mediante una pasta sellante.
El cárter, liviano y de estructura soldada al bloque motor, está fijado al bloque del motor por debajo y sellado con una junta de goma. Está formado por chapas de acero. El cárter de aceite lleva incorporados tubos de aspiración a la bomba de aceite y al separador, así como la tubería principal de distribución de aceite a los cojinetes del cigüeñal.
Una de las tapas del cárter está provista de una varilla de nivel de aceite. La varilla indica los límites máximo y mínimo entre los cuales puede variar el nivel de aceite. Los límites marcados son aplicables al motor en funcionamiento. Un lado de la varilla está graduado en centímetros para poder controlar el consumo de aceite. El volumen de aceite del cárter es de 380 litros.
Cojinetes principales y de empuje
El cojinete principal es un cojinete partido sencillo, tipo bimetálico. El casquillo superior del cojinete tiene una ranura de lubricación, el casquillo inferior no. El diseño del cojinete de empuje, situado en el extremo de accionamiento, es muy similar.
Camisa
El material de la camisa del cilindro es de una fundición de hierro gris especial, resistente al desgaste. La camisa es de tipo húmedo. Las camisas están selladas metálicamente por la parte superior al bloque del motor y por la parte inferior mediante dos juntas tóricas. La camisa tiene un aro de antipulido en la parte superior a fin de evitar el riesgo de pulido de la camisa.
4.1.2.2 Elementos motrices
Cigüeñal
El cigüeñal está forjado en una sola pieza y está provisto de dos contrapesos por cilindro. Los contrapesos son de chapa de acero y están fijados con dos tornillos cada uno. En el extremo de accionamiento del motor, el cigüeñal está equipado con una tórica en V que sella el cárter. La holgura axial se controla mediante un cojinete combinado de volante / empuje. El cigüeñal puede girarse mediante un sistema de giro manual que actúa sobre el volante. El sistema de giro consta de un engranaje que se acciona mediante una carraca. La dirección de rotación del giro puede modificarse moviendo la posición de la carraca en la carraca. También está montado un engranaje
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metido a presión en el lado de accionamiento para accionar el eje de levas y la bomba de aceite lubricante. En el extremo libre está montado un engranaje para el accionamiento de las bombas de agua.
El cigüeñal puede girarse mediante un sistema de giro manual que actúa sobre el volante. El aceite lubricante se suministra a los cojinetes principales a través de los orificios de los tornillos laterales del bloque del motor. El flujo de aceite va más allá de los cojinetes principales, a través de los agujeros en el cigüeñal, hacia los cojinetes de cabeza de biela, de pie de biela y pistones. El caudal a la biela es intermitente gracias al diseño de los agujeros del cigüeñal.
Biela y pistón
La biela es del tipo forjado en caliente con perfil de sección en H. La cabeza es del diseño ‘partido a pasos’ y con un dentado de precisión de las superficies de unión. Este diseño ofrece el máximo diámetro de la muñequilla del cigüeñal pero sigue permitiendo extraer la biela a través de la camisa. Los dos tornillos de la biela se aprietan hidráulicamente.
Los casquillos del cojinete de cabeza de biela están guiados axialmente mediante un pasador, para su correcto montaje. El diseño especial del cigüeñal permite el uso de casquillos superiores sin ranuras. El casquillo del cojinete del bulón está dividido para ofrecer una mayor superficie de cojinete en el lado inferior, de mayor carga. Se lubrica a través de agujeros en la biela.
El bulón es de diseño flotante, asegurado axialmente mediante aros de retención. El caudal de aceite proveniente de la biela pasa por el bulón y sube al pistón. El bulón está provisto de unos tapones en los extremos metidos a presión.
El pistón es del tipo monobloque de fundición de hierro nodular. El aceite lubricante refrigera la corona del pistón mediante un efecto coctelera. El aceite es conducido desde los cojinetes principales a través de los orificios del cigüeñal, hasta los cojinetes de cabeza de biela y de ahí a través de los orificios de la biela al bulón, a la faldilla del pistón y hasta el espacio de refrigeración desde donde vuelve al cárter.
La cámara de combustión en la parte superior del pistón es profunda, impidiendo que el combustible pulverizado toque la camisa. Las ranuras de los aros de compresión están endurecidas para mejorar la resistencia al desgaste. El juego de aros del pistón está compuesto de dos aros de compresión y uno de control de aceite presionado por muelle. El aro superior está provisto de una capa especial resistente a desgastes. El segundo aro de compresión está cromado. El aro de control de aceite es un aro rascador presionado por muelle y cromado.
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4.1.2.3 Culata con válvulas
Las culatas están fundidas en una fundición especial de hierro gris. Cada culata incluye dos válvulas de admisión, dos válvulas de escape, una válvula inyección colocada en el centro y una válvula indicadora. Las culatas se aprietan individuamente a la camisa del cilindro por medio de cuatro espárragos y tiercas apretadas hidráulicamente. Una junta metálica sella la camisa con la culata. Los canales de aire de combustión y de gases de escape se conectan al colector común, que a su vez se conecta a la culata mediante seis tornillos. Las áreas más sensibles de la culata se enfrían por medio de canales de enfriamiento taladrados, que están optimizados para distribuir el flujo de agua en forma uniforme alrededor de las válvulas y el inyector de combustible colocado en el centro.
La pared del fondo de la culata es un parte de la cámara de combustión. Durante la combustión, esta pared está expuesta a altas presiones y temperaturas. El aire de combustión es llevado desde el colector de aire por el canal de entrada de la culata al cilindro. El caudal de aire se controla mediante dos válvulas de admisión en la pared del fondo. De una manera similar, los gases de escape salen del cilindro a través del canal de escape de la culata y al colector de escape.
La válvula de inyección y sus casquillos están montados en el centro de la culata. El casquillo de la válvula de inyección mantiene la válvula de inyección en posición y separa la válvula de inyección del agua de refrigeración. Cada culata se refrigera individualmente mediante un caudal de agua que entra a la culata desde la camisa del cilindro a través de un único orificio. Hay conductos perforados de refrigeración que van a los asientos de las válvulas de escape. El agua de refrigeración se junta en un único caudal tras haber refrigerado la pared del fondo y los aros de los asientos. El sistema de aceite lubrica el mecanismo de válvulas.
Todas las válvulas son de acero resistente al calor con superficies tratadas,están recubiertas de estelita y los vástagos los tiene cromados. Las válvulas de admisión (φ 73 mm) son mayores que las de escape (φ 66 mm). Las válvulas se mueven en guías de hierro fundido, montadas a presión en la culata y que puede reemplazarse. Las guías de las válvulas tienen una junta tórica que sella contra el vástago de la válvula. Las válvulas tienen un muelle por válvula y un sistema de giro de válvulas (Rotocap). En las válvulas de admisión, el ángulo del asiento es de 20º, mientras que en las de escape éste es de 30º.
4.1.2.4 Eje de levas
El eje de levas consta de tramos para un cilindro, y piezas de cojinete separadas. Los tramos del eje de levas, forjado en caliente, tienen levas incorporadas. Sus superficies de deslizamiento están endurecidas.
El eje de levas es impulsado por el cigüeñal por medio de un conjunto de engranajes ubicados a la salida del motor. En este extremo, el árbol de levas cuenta con un
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engranaje helicoidal para impulsar el regulador de velocidad. El árbol de levas tiene un cojinete axial en el extremo de accionamiento. El suministro de aceite llega a éste último desde el lado de accionamiento el motor. El eje de levas dispone de un orificio a través del cual el aceite lubricante puede llegar a todos los cojinetes. El lado libre del eje de levas lleva una brida. La velocidad de rotación del eje de levas equivale a la mitad de la velocidad del propio motor.
4.1.2.5 Accionamiento de las válvulas
El mecanismo de las válvulas opera las válvulas de admisión y escape en el momento requerido. Consta de un conjunto de empujadores de válvula tipo pistón que se mueven dentro del bloque común de la guía de rodillos, taqués tubulares con uniones de bola, balancines de fundición nodular ensamblados a un soporte de balancines y horquillas guiadas por un vástago situado en la culata.
Los empujadores de las válvulas se mueven siguiendo el perfil de la leva, transfiriendo el movimiento a través de los taqués a los balancines, los cuales ponen en funcionamiento las válvulas de escape y admisión por medio de una horquilla. El soporte de balancines está fabricado en fundición nodular y se une a la culata por medio de dos tornillos largos. Los balancines actúan sobre las horquillas, que a su vez se deslizan a lo largo de un vástago situado de modo excéntrico. Para compensar la dilación térmica, debe existir holgura entre el balancín y la horquilla. Este ajuste se realiza en frío (reglaje de válvulas). Cada horquilla hace funcionar dos válvulas simultáneamente.
4.1.3 Sistema de lubricación
Los motores auxiliares son de cárter húmedo, los motores están provistos de una bomba de aceite accionada directamente por el mecanismo situado en el extremo libre del cigüeñal. Las funciones principales de la lubricación son, prevenir el contacto entre dos superficies, transferir el calor y limpiar.
4.1.3.1 Descripción
Los elementos principales del sistema interno de lubricación son la bomba de lubricación del motor, enfriador de aceite, válvula termostática, filtro principal, el filtro centrífugo y la bomba de prelubricación.
• Enfriador de Aceite de Lubricación
El enfriador de aceite consta de un haz de tubos que está insertado en una cámara que también integra el alojamiento del filtro. El haz de tubos está fijo en un extremo mientras el otro puede desplazarse en dirección longitudinal para permitir la dilatación. Ambos extremos cuentan con dos juntas tóricas. El aceite fluye fuera de las tuberías mientras que el agua de refrigeración fluye a través de las tuberías del enfriador.
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El haz de tubos está fabricado en niquel-cobre.
• Válvula Termostática
Cuando la temperatura excede el valor nominal, los contenidos de los elementos se dilatan y fuerzan la unidad de válvula hacia el asiento, haciendo pasar parte del aceite al enfriador. Este movimiento continúa hasta que el aceite mezclado alcanza la temperatura correcta. Si el refrigerador se ensucia, la temperatura aumentará algunos grados, lo cual es bastante normal, porque la válvula necesita un cierto incremento de temperatura para abrirse en cierta medida y aumentar el flujo de aceite por el radiador.
.Válvula termoestática
• Filtro Principal de Lubricación
Los filtros son de caudal pleno, es decir todo el flujo de aceite pasa a través de ellos.
Consta de tres unidades, en condiciones normales todas las unidades de filtro deben estar en funcionamiento para proporcionar una filtración máxima. Al cambiar una unidad durante el funcionamiento del motor puede aislarse esa unidad para poder ser cambiado.
El aceite en primer lugar fluye a través del exterior del filtro, denominado cartucho, éste es fabricado de papel especial de fisura nominal, posteriormente el aceite fluye hacia el interior del filtro, el interior consiste en una tela metálica alrededor de una caja perforada. La tela metálica funciona como filtro de seguridad en caso de fallo o derivación más allá del papel. Los filtros incorporan válvulas de derivación respecto a los cartuchos de papel.
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El filtro incorpora un elemento que combina un indicador visual, para poder comprobar la suciedad de los filtros.
• Filtro Centrífugo
Como complemento al filtro principal el motor lleva incorporado un filtro en derivación de tipo centrífugo. La finalidad de este filtro es eliminar las partículas del aceite descargado por el filtro automático.
El filtro comprende un cuerpo (1) que contiene una cubierta (2) sobre la que un rotor equilibrado dinámicamente (3) gira libremente.
El rotor gira cuando el aceite a chorro golpea sobre su rodete.
• Bomba de prelubricación
Es una bomba de engranaje, accionada por un motor eléctrico. La bomba incorpora una válvula de control de presión ajustable. La presión debe limitarse al valor máximo aflojando el tornillo de ajuste a la posición final para evitar que el motor eléctrico se sobrecargue al funcionar con aceite muy frío.
4.1.3.2 Funcionamiento
La bomba aspira el aceite del cárter y lo suministra a través del enfriador de aceite el cual está equipado con una válvula termostática que regula la temperatura del aceite; a través del filtro lubricante el aceite llega al tubo de distribución principal en el cárter, y
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lumbreras en el bloque del motor a los cojinetes principales. Parte del aceite fluye a través de las lumbreras del cigüeñal a los cojinetes de la cabeza de biela, y a través de las bielas hasta los bulones (11), la falda y los espacios de refrigeración del pistón.
El aceite es conducido por tuberías independientes a otros puntos de lubricación como los cojinetes de ejes de levas (10), las válvulas de la bomba de inyección y los empujadores, los cojinetes de los balancines (12) y a los cojinetes del engranaje del mecanismo de válvulas, así como a los inyectores para su lubricación y su refrigeración. Parte del aceite fluye a través de un filtro centrífugo de nuevo al cárter.
Sistema de lubricación
Los motores cuentan con una bomba de prelubricación eléctrica, ésta es de engranajes. Está conectada en paralelo con la bomba de aceite accionada directamente por el motor y se utiliza:
• Para llenado del sistema de engrase del motor antes de ponerlo en marcha.
• Prelubricar continuamente el motor cuando está parado.
• Aportar capacidad adicional a la bomba de aceite de accionamiento mecánico.
4.1.4 Sistema de refrigeración
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El motor se por medio de un circuito cerrado de agua de refrigeración, dividido a su vez en un circuito de alta temperatura (AT) y un circuito de baja temperatura (BT). El agua de refrigeración se enfría con agua salada en un enfriador independiente. El circuito de BT incorpora una válvula de control de temperatura que mantiene las temperaturas a un nivel que depende de la carga. La temperatura sube cuando la carga es ligera y el aire de carga no se enfría tanto como cuando es alta.
Sistema interno de agua de refrigeración
Circuito de alta temperatura
El circuito de AT enfría los cilindros, las culatas y el turbocompresor. Una bomba centrífuga bombea el agua a través del circuito de AT. Desde la bomba el agua va al conducto de distribución, integrado en el bloque del motor. Desde los conductos de distribución, el agua fluye hasta las camisas de agua de los cilindros y sigue por las piezas de conexión hasta las culatas donde es forzada por la plataforma intermedia a fluir a lo largo de la pared del fondo, alrededor de la tobera y los asientos de las válvulas de escape, enfriando todos estos componentes. Desde la culata, el agua fluye hasta llegar a la válvula de control de temperatura manteniendo la temperatura al nivel correcto. Paralelamente al flujo de los cilindros, parte del agua llega al turbocompresor.
Circuito de baja temperatura
El circuito de BT consiste en un enfriador de aire de carga y un enfriador de aceite lubricante, a través de los cuales una bomba, de diseño similar al de la bomba de AT, bombea el agua. La temperatura del circuito es controlada por una válvula de control de temperatura que mantiene la temperatura del circuito de BT a un nivel dependiente de la carga. La refrigeración necesaria se obtiene del enfriador.
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Precalentamiento
Para precalentar el circuito, antes del motor, están conectados, en el circuito de AT, una bomba y un calentador. Éste calienta el agua mediante vapor. Las válvulas antirretorno del circuito obligan al agua a circular en el sentido correcto.
4.1.5 Sistema de combustible
El motor está diseñado para un servicio continuo con combustible pesado. Una bomba de alimentación de combustible descarga el caudal correcto al motor a través de un filtro. La presión correcta en el sistema se mantiene con una válvula ajustable de mariposa.
Sistema interno de combustible
Bomba de inyección
El motor incorpora una bomba de inyección para cada cilindro. La bomba de inyección está dentro de un ‘multibastidor’. Las funciones de éste son:
• Alojamiento para la bomba de inyección
• Canal para el suministro e combustible a lo largo de todo el motor
• Canal de retorno de combustible de cada bomba de inyección
• Guía de los empujadores de válvula
• Suministrar lubricante al sistema de válvulas
Las bombas de inyección son de un solo cilindro con rodillos empujadores incorporados. Las fugas de combustible se conducen por una tubería a presión
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atmosférica integrada al sistema de vuelta al circuito de baja presión del sistema de combustible. Cada bomba está equipada con un cilindro de parada de emergencia conectado a un sistema neumático de protección contra la sobrevelocidad.
La bomba de inyección empuja a presión el combustible hacia la tobera de inyección. Posee un mecanismo regulador para aumentar o disminuir la cantidad de combustible de acuerdo con la carga y la velocidad del motor. El regulador controla las bombas de inyección. El émbolo, empujado por el árbol de levas mediante el rodillo empujador, y retraído por el resorte que actúa sobre el rodillo, va y viene dentro del elemento en una carrera predeterminada para alimentar el combustible a presión. El émbolo controla asimismo la cantidad de combustible inyectado, mediante el ajuste de la posición del canto helicoidal en relación al orificio de descarga. El émbolo tiene una canaleta oblicua tallada en el costado. Cuando el émbolo se encuentra en la posición más baja (punto muerto inferior) el combustible fluye a través del orificio de admisión hasta el interior del conjunto. La rotación del árbol de levas desplaza el émbolo hacia arriba. Cuando la parte superior del émbolo se alinea con los orificios, el combustible comienza a comprimirse. Al subir un poco más arriba, su hélice toca los orificios y el combustible a presión fluye por la canaleta a los orificios, terminando la alimentación a presión del combustible.
La carrera del émbolo durante la cual se entrega combustible a presión es la carrera efectiva. Dependiendo de la carga del motor, el combustible inyectado aumenta o disminuye girando el émbolo a un ángulo determinado para cambiar la posición de la hélice en que cierran los orificios durante la carrera efectiva ascendente, con ello se incrementa o reduce la carrera efectiva. La cremallera de combustible está conectada al mecanismo de control del regulador. Si la cremallera se desplaza, gira el manguito de control que engrana con ella. Este manguito actúa sobre el émbolo, así que éste gira con él, modificando la carrera efectiva y aumentando o disminuyendo el caudal de combustible inyectado.
El conjunto tiene un diseño monobloque, incorporando una válvula de distribución de combustible y una válvula de presión constante. La válvula de descarga, situada en la parte superior del conjunto, realiza la función de descargar el combustible presurizado en la tubería de inyección. El combustible, al estar altamente presurizado, provoca la apertura de esta válvula. Una vez que finaliza la carrera efectiva del émbolo, la válvula de descarga vuelve a su posición original gracias al resorte y bloquea el flujo de combustible evitando su retorno.
4.1.6 Sobrealimentación y refrigeración de aire
El motor está equipado con un turbocompresor modelo ABB VTR 184 P-11 y un enfriador de aire de carga. El turbocompresor está accionado por gases de escape provenientes de varios cilindros a través de las válvulas de escape abiertas. El compresor gira con la turbina y mete aire desde la sala del motor aumentando la presión de aire de ambiente a un mayor nivel (presión de aire de carga). El aire es calentado en
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el proceso y esa es la razón por la cual va a través del enfriador de aire y del separador de agua, antes de entrar al colector de aire y los cilindros a través de las válvulas de admisión abiertas.
Turbocompresor
El enfriador de aire de carga, de tipo insertado, está montado en un alojamiento de fundición. El alojamiento está fijado por medio de tornillos al bloque del motor. El refrigerador es de tipo tubular. Los tubos tienen aletas finas para enfriamiento más eficaz del aire. El agua de refrigeración circula por dichas tuberías mientras que el aire, comprimido, pasa entre las aletas por el exterior de las tuberías.
4.1.6 Sistema de aire de arranque
4.1.6.1 Descripción
El motor arranca con la ayuda de aire comprimido a una presión máxima de 10 bar y mínima de 7,5 bar. Un manómetro instalado sobre el panel de instrumentos es el que nos muestra la presión antes del sistema de aire de arranque. La válvula principal de
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arranque puede entrar en funcionamiento bien manualmente, presionando el pulsador de arranque, o bien neumáticamente, por medio de una válvula solenoide en el caso de arranque del motor a distancia o automáticamente. Como precaución, no se puede arrancar el motor con el virador engranado. El aire de control del sistema pasa por una válvula de parada que se bloquea mecánicamente para impedir el arranque cuando el virador está engranado.
Sistema de aire de arranque.
El motor está provisto de un arrancador tipo turbina. Funciona por aire, se acciona mediante turbina y es un arrancador pre-engranado, diseñado para trabajar únicamente con aire comprimido. Pequeñas cantidades de cuerpos extraños o líquido en la corriente de aire no afectarán normalmente de forma negativa al arrancador, y tampoco será necesario el engrase en el suministro de aire. Cuando el motor alcanza una velocidad de 115 rpm, un relé del sistema de control de velocidad electrónico corta la corriente, desengranando el dispositivo automáticamente. Si existiera un fallo de la corriente o un funcionamiento defectuoso de los dispositivos de control, el arrancador puede ser accionado, en situaciones de emergencia, por medio de una válvula manual.
El motor está equipado con un sistema neumático para el control de la parada del motor por medio de una válvula solenoide. Este sistema incluye un botella y una válvula de retención para asegurar la presión del sistema en caso de falta de presión en la alimentación.
4.1.7 Sistema de exhaustación
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El colector de escape se encuentra entre la culata y el turbocompresor. El conjunto consta de multiconducciones y de tuberías de escape con fuelles de dilatación. El colector está dentro de una caja de aislamiento. Los gases de escape van a un caño de escape común que conduce los gasas hacia el turbocompresor. Los gases son descargados de cada cilindro durante el período en que las válvulas de escape de los demás cilindros están cerradas. Este proceso proporciona un flujo uniforme de gases al turbocompresor, sin pulsos de gas que puedan perturbar a los demás cilindros conectados a la tubería común.
El multiconducto, situado entre la culata y las tuberías de escape, actúa como soporte de todo el colector de escape, y es enfriado por el agua de refrigeración descargada de la culata. Los multiconductos son ventilados a través de una tubería de venteo a lo largo del motor. Todas las uniones están selladas.
Colector de escape
El multiconducto es montado de forma rígida a la culata. La conexión al bloque del motor se hace flexible por medio de los discos de resorte. Las tuberías de escape son de aleación especial de hierro fundido nodular, con secciones separadas para cada cilindro. Los dilatadores metálicos absorben la dilatación térmica.
La temperatura de los gases de escape se puede comprobar después de cada cilindro. El sistema incorpora sensores para medir a distancia la temperatura de los gases después de cada cilindro, así como antes y después del turbocompresor.
4.1.8 Mecanismo de control
Durante el funcionamiento normal, la velocidad del motor es controlada por un regulador WOODWARD tipo 6131, que controla la cantidad de combustible inyectado que corresponde para cada nivel de carga y velocidad del motor.
El movimiento de regulación se transfiere al eje de control por una biela ajustable. El movimiento del eje de control se transfiere a través de la palanca de regulación y el resorte hasta las cremalleras de la bomba de inyección de combustible. El resorte de torsión permite que el eje de control, y por consiguiente las demás cremalleras de la bomba de inyección de combustible, puedan ser movidas hasta la posición de parada incluso aunque alguna de las cremalleras se haya agarrotado. De la misma forma, el resorte de torsión permite que el eje de regu1ación sea movido hacia la posición de
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suministro de combustible, incluso si una bomba de inyección se ha agarrotado en la posición de no-combustible. Esta característica puede ser de importancia en situaciones de emergencia.
Se puede parar el motor por medio de la palanca de parada. Al llevarla a la posición de parada, la palanca acciona la palanca forzando la parada del eje de regulación.
El motor cuenta con un dispositivo electroneumático con una velocidad de disparo de un 15 % sobre el valor de velocidad nominal. Este dispositivo mueve cada cremallera de combustible a la posición de no-combustible por medio de un cilindro neumático situado en cada bomba de inyección. El cilindro actúa directamente sobre la cremallera de combustible. El dispositivo electroneumático puede también ser disparado manualmente.
En el momento del arranque, el regulador limita automáticamente el movimiento del eje de regulación al valor adecuado.
El regulador de velocidad incorpora una solenoide de parada por medio de la cual el motor se puede parar a distancia. La solenoide también está conectada al sistema electroneumático de protección contra sobrevelocidad y al sistema automático de parada, el cual para el motor cuando la presión del aceite lubricante es demasiado baja, la temperatura del agua de circulación es demasiado alta, o para cualquier otra función deseada.
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Mecanismo de control
Motor Auxiliar.
4.2 Alternadores
Los alternadores de la instalación son de INDAR. Son alternadores autorregulados sin anillos, ni escobillas, con excitación compound y regulador “derivador”. Están de acuerdo con las normas internacionales. Estos alternadores forman parte de la instalación para transformar la energía mecánica proveniente de los motores auxiliares y principales (generadores de cola).
Los alternadores de los que dispone la instación son los siguientes:
• 2 alternadores (DG1 y DG2) de 872 Kw. cada uno, arrastrados por motores auxiliares (DO).
DATOS ALTERNADOR MOTOR AUXILIAR
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Nº 1 (DG1) /Nº2 (DG2)
Tipo LSB-500-LB/8
Número 980.391 / 980.390
Voltaje 450 Y
Amperios 1411
Potencia 1100 kVA
Cos φ 0,8
Velocidad de giro 900 r.p.m.
Frecuencia 60 Hz.
Excitación 60 V 12 A
Grado de protección IP 23
Peso 5 t
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Alternador Motor Auxiliar
• 2 alternadores de cola (SG4 y SG1) de 640 Kw. cada uno, accionados cada uno de ellos por una pareja de motores principales a través de una reductora. EI cuadro de emergencia se alimenta mediante un generador de 300 Kw. o bien desde el propio cuadro principal.
DATOS ALTERNADOR GENERADOR DE COLA Nº 1 (SG1) / Nº4 (SG4)
Tipo LSB-400-MB/4
Número 980.398 / 980.399
Voltaje 450 Y
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Amperios 1026
Potencia 800 kVA
Cos φ 0,8
Velocidad de giro 1800 r.p.m.
Frecuencia 60 Hz.
Excitación 45 V 6 A
Grado de protección IP 44
Peso 3,2 t
• 2 alternadores de cola (SG3 y SG2) de 1400 Kw. cada uno, accionados cada uno de ellos por una pareja de motores principales a través de una reductora. Estos dos generadores se utilizan para alimentar a las hélices de proa, se pueden utilizar como generadores de corriente. No se podrán usar como generadores de corriente y como generadores de las hélices de proa simultáneamente, un enclavamiento te lo impide.
DATOS ALTERNADOR GENERADOR DE COLA Nº 2 (SG2) /Nº3 (SG3)
Tipo LSB-500-MB/4
Número 980.394 /980.395
Voltaje 450 Y
Amperios 2245
Potencia 1750 kVA
Cos φ 0,8
Velocidad de giro 1800 r.p.m.
Frecuencia 60 Hz.
Excitación 45 V 6 A
Grado de protección IP 44
62
Peso 5,3 t
Generador de cola
4.3 Generador de emergencia
El grupo de apoyo se encuentra a popa de la cubierta 7, en un espacio acondicionado para él, al lado del local del generador de emergencia. Como éste, es autónomo, de modo que tiene su propio sistema de combustible, de refrigeración, de lubricación, de arranque, etc. Su tanque de combustible (DO) está a su lado. Allí también encontramos su cuadro eléctrico. El grupo de apoyo entra de forma automática cuando los auxiliares o los generadores de cola no son suficientes para abastecer el consumo eléctrico del buque.
Es un motor diesel VOLVO PENTA TAMD162, refrigerado por líquido, de 4 tiempos, 6 cilindros con inyección directa de combustible, con sobrealimentación y con refrigerador del aire de carga.
DATOS GENERADOR DE EMERGENCIA
Tipo de motor TAMD162
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Número de cilindros 6 en línea
Diámetro del cilindro 144 mm
Carrera 165 mm
Cilindrada por cilindro 16,12 l
Orden de encendido 1-5-3-6-2-4
Refrigeración del motor
Refrigeración líquido
Lubricación motor Circulación a presión
Peso 1705 kg
Datos generador de emergencia
El cárter de los cilindros está hecho de una pieza, en una aleación de hierro fundido. Para aumentar la rigidez del mismo, este cárter ha sido prolongado hasta por debajo del centro del eje del cigüeñal. El motor está provisto de camisas recambiables húmedas y culatas separadas con anillos de asientos de válvula montados por contracción de guías de válvula recambiables.
El eje cigüeñal forjado está y provisto de contrapesos atornillados. Las bielas están forjadas en estampa, partidas oblicuamente y pueden ser desmontadas hacia arriba, junto con los pistones. El eje cigüeñal y las bielas funcionan en cojinetes de bronce al plomo con refuerzo de acero.
El árbol de levas, la bomba de aceite y la bomba de inyección son accionados mediante ruedas dentadas dispuestas en el lado del volante.
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Figura x. Generador de emergencia
El motor está provisto de engrase por circulación a presión. La presión es producida por dos bombas de ruedas dentadas, acopladas entre si. La rueda de impulsión engrana directamente con el piñón del cigüeñal, en el lado del volante. A través del refrigerador y del filtro de aceite, las bombas impulsan el aceite aspirado del cárter a la tubería de distribución principal y luego a los cojinetes del eje cigüeñal, de las bielas y del árbol de levas, así como a los casquillos de los bulones y a los balancines. La bomba de inyección y los turbocompresores son alimentados igualmente de aceite a presión, por el sistema de lubricación del motor. Las superficies de las camisas y los piñones de mando son lubricados por el aceite eyectado. Para la refrigeración del fondo del pistón de cada cilindro hay un eyector de aceite. La depuración del aceite lubricante se efectúa en un filtro doble.
El combustible es impulsado desde la bomba de alimentación a la bomba de inyección pasando por el filtro de combustible y siguiendo a los inyectores. El combustible elevado de más y el combustible de fuga de los inyectores vuelven al depósito a través de la tubería de retorno. La bomba de inyección en línea es accionada mediante ruedas dentadas, por el eje del cigüeñal. El regulador centrífugo abridado al cárter de la bomba, es un variador de ajuste y tiene la tarea de mantener constante la velocidad graduada en la palanca reguladora, cuando se altera la carga. El regulador tiene un tope de plena carga mandado por la presión de sobrealimentación. Tiene la tarea de disminuir la cantidad de alimentación a plena carga en el campo inferior de velocidades, a partir de una determinada presión de sobrealimentación.
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Los gases de escape del motor accionan las ruedas de turbina de los dos turbogeneradores de escape. Las ruedas de compresor colocadas en el mismo eje aspiran aire fresco, pasando por un filtro de aire y conducen a éste a los cilindros, con sobrepresión. La lubricación de los cojinetes se efectúa por aceite a presión desde el sistema de lubricación del motor. Antes de entrar en los cilindros, el aire de combustión comprimido en los turbocompresores pasa por un radiador alimentado por agua (refrigerador aire de carga). La alimentación de agua refrigerante del refrigerador de carga se efectúa mediante un circuito propio de agua natural con bomba de agua separada.
El motor es refrigerado por líquido. La bomba de agua es una bomba de aletas libre de manutención con tres termostatos integrados, siendo accionada por correa trapezoidal desde la polea del cigüeñal. El depósito de compensación del líquido refrigerante y el cambiador de calor están integrados en una caja.
4.4 Cuadro eléctrico
Cuadro principal
EI cuadro principal esta dividido en 13 secciones:
• P 7: sección de sincronización.
o Instrumentación: voltímetro doble, frecuencíometro doble, sincronoscopio,
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medidores de aislamiento.
o Protecciones: relees de sobre tensión y subtensión, relees de mínima frecuencia para cada parte del cuadro.
o Sinóptico del cuadro.
o Elementos de sincronización: selector de generador, conmutadores, pulsadores.
o Conmutador de selección de modo (manual. automático).
o Interruptor bilateral y pulsadores y señalización de conexión / desconexión.
• P 5: Generador 2 y P 9 Generador 1:
o Instrumentación: voltímetro, indicador de revoluciones, vatímetro y amperímetro.
o Protecciones: relee de potencia inversa y relee de sobre corriente
o Elementos de sincronización: conmutadores, pulsadores.
o Conmutador de selección de modo.
o Mando y señalización calefacción.
o Interruptor de acoplamiento del generador.
• P 6 Generador de cola 4 Babor y P 8 Generador de cola 1 Estribor
o Instrumentación: voltímetro, vatímetro y amperímetro.
o Protecciones: relee de potencia inversa y relee de sobre corriente.
o Pulsadores conexión/desconexión.
o Conmutador de selección de modo (manual, automático)
o Indicador de generador.
o Mando y señalización calefacción alternador.
o Mando excitación.
o Interruptor de acoplamiento del alternador de cola.
• P 1, P 2, P 3, P 11, P 12, P 13 Servicios 440 V, 60Hz.
o automáticos para diversos servicios
o En P 4 interruptor de hélice de proa Nº 2 y en P 10 el de hélice de proa Nº 1
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o En P 2 interruptor con conexión al cuadro de emergencia y en P12 interruptor con conexión al cuadro de emergencia.
o En P 2 y P 12 interruptores a los cuadros control motor CCM1 y control motor CCM2 respectivamente.
En P1 interruptor de trafos contenedores estribor (SNE10s) y en P13 el de trafos contenedores babor (SNE10s)
En P 3 interruptor toma de tierra.
4.4.1 Descripción operación del cuadro eléctrico
El cuadro principal, permite tres modos de funcionamiento para cada alternador:
• Manual
• Semi-automático
• Automático.
4.4.1.1 Funcionamiento manual.
Este funcionamiento manual permite realizar todas las operaciones del cuadro manualmente por el operador, teniendo en cuenta en el cuadro toda la información, medidas y señalización para realizar todas las operaciones.
A nivel general se pondrán distinguir las siguientes operaciones:
- Arranque del grupo
- Sincronización y acoplamiento
- Operación del bilateral
Arranque del grupo electrógeno
El arranque del grupo electrógeno se podrá hacer localmente desde el propio grupo, o bien desde el Lyngso.
Sincronización y acoplamiento
La sincronización y acoplamiento se puede realizar de dos maneras:
- En el propio panel del alternador del cuadro principal.
- Desde el Lyngso.
En cada panel del alternador tenemos:
- Pulsadores con señalización de conexión y desconexión del automático del alternador.
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- Conmutador de regulación de frecuencia del motor.
- Conmutador automático-manual
En el panel de sincronización tenemos:
- Conmutador de selección del alternador a acoplar.
- Conmutador de selección automático-manual.
- Lámparas de sincronización del alternador seleccionado.
- Sincronoscopio.
- (2) pulsadores para conexión y desconexión del automático del alternador seleccionado.
Bilateral
El bilateral dispondrá de un enclavamiento prioritario que no permitirá el cierre del interruptor automático si los dos generadores de cola están conectados a barras principales. En un segundo nivel de enclavamiento el bilateral no se podrá cerrar en caso, de existir tensión en las dos partes del cuadro, excepto cuando se desee expresamente acoplar un alternador con la otra parte del cuadro, para lo cual es necesario realizar la siguiente secuencia:
• Seleccionar en el panel de sincronización la posición correcta para el conmutador del alterador a acoplar.
• Seleccionar en el panel de sincronización la posición correcta para el conmutador de
Tensión de referencia.
4.4.1.2 Funcionamiento semiautomático
Este funcionamiento es igual al funcionamiento manual descrito anteriormente excepto que:
- En este modo se dispone de ayuda a la sincronización por medio del relee de sincronismo para cada alternador, lo que impedirá que se conecte el automático si no existe una sincronización adecuada.
En el bilateral no existe bloqueo para esta maniobra en modo semiautomático.
4.4.1.3 Funcionamiento automático
Este funcionamiento estará coordinado con el equipo de automación (PMS). EI funcionamiento en automático será el siguiente, realizándose de acuerdo con las especificaciones del fabricante de la automación y descripción de la planta generadora. Se distinguirán:
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• Funcionamiento de la planta en automático: Realizará automáticamente, en función de la carga necesaria en cada momento y de las condiciones de la planta; las funciones:
- Arranque / Paro grupos diesel.
- Sincronización y acoplamiento.
- Reparto de carga.
• Reserva de potencia: Frente a una petición de arranque de consumidores importantes (2 hélices de proa de 1400 Kw.) el equipo preparara la planta, para poder permitir dichos arranques, autorizándolos al estar preparada.
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5. SISTEMAS AUXILIARES
5.1 Sistema de lubricación
5.1.1 características generales
El sistema de lubricación de los elementos de la cámara de máquinas son varios sistemas cerrados de aceite. La principal lubricación es la que reciben los motores principales y auxiliares. Los sistemas internos de lubricación de los motores han sido estudiados en sus apartados correspondientes, pero en el exterior, el aceite recibe tratamiento.
El tratamiento que recibe el aceite es, básicamente su purificación. En el caso de los motores principales, también se enfría fuera del motor, mediante intercambiadores de calor que lo refrigeran con agua dulce de refrigeración.
La purificación y depuración del aceite se lleva a cabo en las purificadoras de aceite. El sistema está equipado con cuatro para los motores principales (una para cada motor) y para los motores auxiliares se usa la depuradora de aceite nº 1 para el motor auxiliar 1 y la depuradora de aceite nº 4 para el motor auxiliar 2
5.1.2 Elementos
• 4 Válvulas termostáticas para control del enfriador de aceite
Estas válvulas trabajan según el principio de mezcla, es decir, controla la temperatura en su descarga.
• 4 Enfriadores de aceite
Estos enfriadores son de placas y de la marca ALFA LAVAL, modelo M10-BFM.
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• 4 Filtros Finos de aceite
Estos filtros son de la marca BOLL & KIRCH y están equipados con indicador y sensor de presión diferencial.
• 4 Filtros automáticos de aceite
Estos filtros son de la marca BOLL & KIRCH tipo 641.07 DN150.
• 4 Separadoras de aceite
Las separadoras son de la marca ALFA LAVAL del tipo LOPX 707 SFD 34.
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• 4 Electrobombas de reserva & prelubricación
Estas electrobombas tienen un caudal nominal de 149 m3/h, una presión de descarga de 8 bar máximo, una temperatura de trabajo inferior a 100ºC y una viscosidad del aceite de SAE 40.
5.2 Sistema de combustible
5.2.1 características generales
El sistema de combustible del buque está formado por un sistema de fuel y otro de diesel. El diesel es consumido en las calderas y en el motor de emergencia. El fuel se consume en los motores principales y auxiliares. Éstos también tienen las conexiones necesarias para poder trabajar con diesel.
El motor de emergencia tiene su propio tanque de diesel, de modo que es autónomo. El sistema de fuel-oil consta de cinco tanques, un tanque de reboses, dos tanques almacén, un tanque de sedimentación, un tanque de uso diario, mientras que el sistema diesel tiene un tanque de sedimentación o almacén y un tanque de servicio diario.
El combustible (fuel-oil) es trasegado desde los tanques almacén al tanque de sedimentación por medio de la bomba de trasiego que se dispone, también en caso de avería de ésta, se puede utilizar la bomba de trasiego de diesel. En el tanque de sedimentación es donde quedan depositadas aquellas impurezas más densas que pudiera acompañar al combustible. Una vez aquí es aspirado por las bombas hacia las depuradoras pasando previamente por un calentador en el cual alcanza la temperatura idónea. En dichas depuradoras se produce la separación de lodos y agua que acompañan al combustible. El combustible una vez depurado es enviado al tanque de servicio diario, desde donde aspiran las bombas para el consumo de diferentes servicios (Módulos de combustible motores principales y motores auxiliares, bombas de caldera). Todos los tanques de fuel están calefactados con vapor.
Una vez el combustible ha pasado por el módulo, y antes de llegar a la alimentación de los motores, pasa por un caudalímetro. El retorno también, de modo que podemos calcular el combustible consumido. El fuel pasa por uno de estos tres caudalímetros: el de motores auxiliares, el de principales de la línea de babor o el de principales de la línea de estribor..
5.2.2 Depuradoras de F.O. y D.O.
Los combustibles pesados se purifican en una planta de separación eficaz antes de ser bombeados al tanque de servicio diario.
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En el caso de los combustibles ligeros destilados, el centrifugado es asimismo recomendable ya que el combustible pudiera haber sido contaminado en el tanque almacén.
Hay tres depuradoras de combustible de la marca ALFA LAVAL. Dos de las depuradoras son para F.O tipo ALFA LAVAL FOPX 614TFD-20., mientras que la restante es para D.O. ALFA LAVAL tipo DOPX303 + GBM.
Bomba de la depuradora
Se usa una bomba de husillos resistente a altas temperaturas. La bomba está separada de la depuradora y es de accionamiento eléctrico. En el lado de aspiración de la bomba lleva instalado un prefiltro
El caudal a través de estas no deberá exceder del consumo máximo de combustible en más del 10%. No se utilizará ninguna válvula de control para reducir el caudal de la bomba.
Precalentador de la depuradora
El precalentador está diseñado según la capacidad de la bomba y con la temperatura establecida para el tanque de sedimentación. La temperatura superficial del calentador no deberá ser demasiado alta a fin de evitar el cracking del combustible.
El calentador dispone de control termostático para mantener la temperatura del combustible dentro de un margen del ±2ºC. La temperatura recomendada de precalentamiento para el combustible pesado es de 98ºC.para la depuradora de D.O. no se usa el precalentador ya que no es necesario
Depuradoras de F.O.
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Depuradoras de gas-oil
5.2.3 Descripción módulos de combustible (Módulo Booster)
El Módulo Booster está situado entre el tanque de servicio diario y los motores. Este módulo presurizado tiene la función principal de proporcionar la alimentación de F.O. precisa para las bombas de inyección a la presión y temperatura requeridas.
A la salida de la bomba de alimentación se monta una válvula de control de presión comunicada con la línea de succión.
TANQUE DE SERVICIO DIARIO
BOMBAS DE ALIMENTACIÓN
TANQUE DE DESAIREACIÓN
BOMBAS DE CIRCULACIÓN
MÓD
ULO
DE C
OMBU
STIB
LE
CALENTADORES
CONTROL DE VISCOSIDAD
MOTORES DIESEL
FILTRO AUTOMÁTICO
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La bomba de alimentación proporciona el caudal necesario al motor. Esta presión se controla por medio de una válvula reguladora situada al final de la línea de alimentación de los motores.
El exceso de F.O. suministrado al motor se recircula hacia el tanque de desaireación, donde se mezcla con el F.O. nuevo.
El filtro automático tiene la misión de proteger las bombas de inyección de los motores filtrando las partículas sólidas que se puedan haber desprendido de las tuberías y las propias impurezas del F.O..
Sección de Alimentación
- Válvula de tres vías
El combustible alimenta el módulo a través de la válvula de tres vías, la cual puede situarse para alimentar HFO o MDO. El cambio ha de se lo más rápido posible.
- Bombas de Alimentación
La función de las bombas de alimentación, localizadas en la etapa de baja presión del módulo, es la de mantener una presión de alrededor de 4 bar en el tanque desaireador, con el fin de evitar la formación de gases en el HFO caliente y al mismo tiempo evitar la evaporación del agua, lo que provocaría la formación de espuma.
Durante la operación normal, una bomba trabaja y la otra está en reserva. Si la presión decrece por debajo de un valor determinado, la bomba en reserva arranca (activada por el presostato) y la alarma correspondiente es activada.
- Válvula reguladora de presión
La presión es regulada en el lado de baja presión del módulo mediante una válvula tarada de control de presión diferencial.
- Disposición de los filtros
Consiste en un filtro totalmente automático y otro manual de by-pass. Están situados con el fin de proteger el motor de partículas que pudieran dañarlo. Las micras del filtro están determinadas por el fabricante del motor. El filtro automático tiene un contra flujo que evita que se adhieran partículas en la superficie de la malla, de esta forma se consigue que el filtro opere de forma totalmente automática.
- Caudalímetro
Hay instalado un caudalímetro en el lado de presión de las bombas de alimentación con el fin de medir el consumo del motor. Mediante una válvula de control de presión, se asegura un by-pass automático del caudalímetro.
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- Tanque desaireador
Un pequeño tanque de desaireación está presurizado por las bombas de alimentación.
El tanque desaireador contiene una combinación de combustible nuevo procedente del tanque de uso diario y de combustible caliente procedente del retorno del motor.
Normalmente, debido a la presión, los componentes del combustible estarán en estado líquido. Sin embargo, en casos de exceso de formación de gases, éstos se acumulan en la parte superior del tanque y son descargados a través de una válvula de desaireación manual o automática.
En condiciones normales de trabajo, la válvula de desaireación se mantiene cerrada.
Sección de circulación
- Bombas de circulación
El combustible pasa del lado de baja presión del sistema a las bombas de circulación. Las capacidades de las bombas son siempre múltiplos de los máximos consumos recomendables, asegurando así una alimentación adecuada a las bombas de inyección. La presión es controlada mediante una válvula regulable de control de presión.
Durante la operación normal, una bomba trabaja y la otra está de reserva. Si la presión decrece por debajo de un valor determinado, la bomba en reserva arranca (activada por el presostato) y la alarma correspondiente es activada.
- Disposición de los calentadores
La disposición puede elegirse entre dos calentadores de vapor, eléctricos o uno eléctrico y uno de vapor.
La finalidad de los calentadores, es la de calentar el HFO a la temperatura adecuada para mantener la viscosidad de inyección. Cada calentador está dimensionado para proporcionar el 100% de las necesidades de calentamiento.
En los calentadores de vapor, la temperatura de control se consigue mediante una válvula de control del vapor suministrado a través de una señal procedente del viscosímetro.
- Dispositivo de control de la viscosidad
Uno de los principales componentes en el Módulo Booster es el sensor de viscosidad.
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En el viscosímetro, la viscosidad se mide continuamente, enviándose ésta señal al panel de control o la unidad de control del calentador.
Si la viscosidad se desvía del valor fijado, el vapor o la corriente eléctrica se ajustan de tal forma que la viscosidad exacta se restablece.
5.2.3.1 Datos componentes Módulo Booster
Cada unidad está diseñada para operar con combustible pesado de hasta 380 cSt/50ºC de viscosidad, y está dimensionada para atender a la demanda a plena carga.
Cada unidad incluye los siguientes elementos:
1 Válvula de cambio de HFO / MDO, de accionamiento manual.
2 Electrobombas de alimentación, tipo AZCUE BLOC BTHM 38D-HT-4-F4CM. Cada una de ellas da un caudal de 4600 l/h a 4 bar, y está equipada con un motor eléctrico ABB de 3,5 kW a 1750 r.p.m.. Una de las bombas es de reserva.
2 Electrobombas de circulación, tipo AZCUE BT IL 45D2-HT. Cada una de ellas da un caudal de 7000 l/h a 10 bar, y está equipada con un motor eléctrico ABB de 4’5 kW a 1750 r.p.m.. Una de las bombas es de reserva.
1 Electrobomba de alimentación de MDO para el servicio de emergencia, tipo AZCUE BT IL 45D2-HT, con un caudal de 6000 l/h a 5 bar, y está equipada con un motor eléctrico ABB de 4,5 kW a 1750 r.p.m., alimentada desde el cuadro de emergencia.
1 Filtro automático, tipo Boll & Kirch 6.61.1 DN 100, equipado con un filtro manual en derivación e indicador de presión diferencial.
1 Tanque de desaireación de 50 litros, equipado con traceado eléctrico y desaireación automática controlada por un sensor de nivel.
1 Viscosímetro, tipo VAF Viscotherm V52, equipado con controlador electrónico de la viscosidad y salida remota normalizada de 4-20 mA.
2 Calentadores de vapor INTEGASA PFB 22-12-2U, diseñado para una presión de vapor de 10 bar.
2 Válvulas reguladoras de presión KRACHT SPF 25
1 Panel de alarmas.
1 Arrancador para cada una de las bombas de combustible.
1 Panel de control del filtro automático, montado sobre la unidad.
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1 Armario de control del viscosímetro.
Módulo de Combustible de Motores Principales
5.3 Sistema de vapor
La planta de vapor se compone de una caldera de mechero AALBORG MISSION OS 3300 de 2800 kg/h a 7 bar, dos calderas de gases de escape (economizadores) de 2500 kg/h, un condensador y las correspondientes bombas de alimentación y circulación.
El agua que hay dentro de la caldera, pasa a los economizadores mediante las bombas de circulación de agua, volviendo otra vez a la caldera. El calor de los gases de escape ayuda a esa agua a pasar del estado líquido al gaseoso.
El vapor que sale de la caldera se usa en los servicios de calefacción de tanques y tuberías de combustible, así como en los módulos de combustible. También para el precalentamiento de los motores, el funcionamiento de las depuradoras y el separador de sentinas. Una vez ha realizado su función, el vapor se pasa por el condensador y mediante una bomba de condensado llega al tanque filtro y observación de purgas. En dicho tanque se detecta si el agua tiene hidrocarburos en su superficie. El agua limpia que sale de este tanque se lleva mediante las bombas de alimentación de nuevo a la caldera para que vuelva al estado de vapor.
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Este circuito de agua se llena mediante el tanque de agua de la caldera. El agua que hay en dicho tanque se obtiene mediante un hidróforo que produce agua destilada o bien por el rebose de agua que cae por gravedad del tanque filtro.
5.3.1 Caldera y calderetas de gases de escape
El vapor es generado en la caldera. Las podemos poner en modo automático, de manera que, cuando el calor que recibe el agua en las calderetas de escape es suficiente para crear vapor, el quemador de la caldera se apaga. Esto lo controla un automatismo controlando la presión del vapor en la caldera. Las caldera es fumitubular.
DATOS TÉCNICOS DE LA CALDERA
Presión de trabajo 7.0 kg / cm2
Producción 2800 kg/h
Temperatura de trabajo 335 ºC
Máxima presión de trabajo 9.0 kg / cm2
Peso de la caldera sin agua 8.200
Peso de la caldera con agua 12.100
Tipo de quemador atomizador on / off
Nivel normal de agua 0 mm
Puesta en marcha de la bomba de agua de alimentación
- 10 mm
Alarma de alto nivel 180 mm
Alarma de bajo nivel - 180 mm
Presión válvula de seguridad 9.0 kg / cm2
Alarma de alta presión de vapor y parada de la caldera
8.5 kg / cm2
Alarma baja presión de vapor 3.0 kg / cm2
Datos técnicos de la caldera
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Caldera
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Quemador de la caldera
Para la alimentación de agua de las calderas, la instalación dispone de tres bombas de alimentación de agua de calderas. También hay tres bombas de agua de circulación, que hacen circular el agua por las calderetas de gases de escape AALBORG AV-6N.
DATOS TÉCNICOS DE LAS CALDERETAS DE GASES DE ESCAPE
Presión de trabajo 7.0 kg / cm2
Producción 1200 kg/h
Máxima presión de trabajo 9.0 kg / cm2
Presión válvula de seguridad 9.0 kg / cm2
Carga del motor 85%
Temperatura entrada gas 340 ºC
Temperatura salida gas 300 ºC
Datos técnicos de las calderetas de gases de escape
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Economizador
5.4 Sistema de aire comprimido
5.4.1 características generales
El sistema de aire comprimido consta de:
- 2 compresores de aire de arranque de los motores propulsores y auxiliares, Sperre HV 1/140 de 60 m3/h a 30 bar.
- 1 compresores para aire de trabajo Sperre HV 2/210 de 30 m3/h a 7 bar.
- 1 compresores para aire de control Sperre LL 2/77 de 30 m3/h a 7 bar.
- 2 botellas de aire para motores 1500 litros a 30 bar.
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- 1 botella para aire de trabajo de 2000 litros a 7 bar.
- 1 botella para aire de control de 250 litros a 7 bar.
Una de las funciones más importantes del aire comprimido a bordo es la del arranque de los motores.
El motor se arranca con aire comprimido a una presión máxima de 30 bar. La presión mínima requerida es de 15 bar. La válvula de arranque principal es de un diseño especial e incorpora una válvula de estrangulamiento para la secuencia de giro lento, previa al arranque.
La tubería de admisión de aire, desde la botella de aire de arranque, viene equipada con una válvula de no retorno y una válvula de descarga antes de la válvula principal de arranque.
La válvula principal de arranque, que gira lentamente, se acciona neumáticamente por medio de las válvulas solenoides. Se activa al presionar el pulsador de arranque en el panel local de instrumentos o activando las solenoides de control remoto.
Al abrir la válvula principal de arranque el aire entra en la válvula de giro lento (si no está activada) y pasa parcialmente a la válvula de arranque en las culatas. Parte del aire entra por la válvula del virador (si no está engranado) y por el distribuidor de aire para abrir las válvulas de arranque de las culatas. El distribuidor del aire de arranque controla el momento de apertura y la secuencia de las válvulas de arranque.
El giro lento se activa automáticamente, para dar dos vueltas si el motor ha estado parado durante más de 30 minutos.
El aire de control se usa principalmente para el hidróforo de agua destilada, los detectores de niebla en los cárteres, para la apertura y cierre de las válvulas neumáticas y para la planta séptica de popa. En cambio el aire de trabajo, como su nombre indica, se usa para los locales donde pueda ser necesario el empleo de aire.
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Hidroforo agua destilada
El aire que circula por las tuberías se trata en un secador frigorífico CENTRAL AIR tipo PNEUMATIC 17 con un caudal de 60 Nm3/h, para reducir el riesgo de un transporte de agua líquida o de partículas, protegiendo así todos los aparatos por los que pasa el aire. El aire comprimido y húmedo que entra en el secador, es refrigerado por medio de un intercambiador hasta la temperatura de rocío programado. El vapor de agua que se condensa en forma líquida es separado mecánicamente y luego evacuado por un purgador temporizado electrónicamente.
Secador de aire
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5.5 Sistema de refrigeración
5.5.1 características generales
El sistema de refrigeración de este buque consta principalmente de agua dulce. Ésta es la que se encarga de refrigerar los motores principales y auxiliares. A su vez, también refrigera el aceite de lubricación de éstos. Este circuito de agua dulce es un circuito cerrado. Con este sistema de enfriamiento centralizado (S.E.C.), se consigue minimizar el uso de agua salada, con todos los beneficios que esto conlleva, menor incrustación y sedimentos, menor corrosión, sin pérdidas de coeficiente de transmisión del calor.
Al ser un sistema centralizado de refrigeración, en el que el agua salada, en circuito abierto, enfría el agua de baja temperatura y ésta a su vez al agua de alta temperatura
.El propósito del sistema de agua salada es, en este buque, el de enfriar el agua dulce de refrigeración de baja temperatura. Se dispone de dos tomas de mar, el alta y la baja o de fondo, cada una de ellas con su propio filtro.
Toma de mar alta Er.
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El agua salada es enviada a los enfriadores en los cuales se enfría el agua dulce de baja de los motores.
Cada uno de los enfriadores va dotado de una válvula termostática la cual abrirá más o menos dependiendo de la diferencia que exista entre la temperatura real del agua de baja y el valor deseado, de forma que cuando más abra, más agua dulce recirculará por el enfriador y con ello reducirá más su temperatura. Dicha válvula está regulada por un sensor de temperatura y un controlador. Finalmente el agua salada tras pasar por el enfriador es descargada al mar.
Para llevar a cabo todos estos intercambios de calor (agua dulce / aceite, agua dulce / agua salada) el buque dispone de intercambiadores de calor de placas ALFA-LAVAL.
Bombas de agua salada
5.5.2 Intercambiadores de calor
En los intercambiadores de calor de placas ALFA-LAVAL, el calor se transfiere de un medio a otro a través de unas finas placas metálicas prensadas según un modelo de corrugación muy especial.
Cuando se colocan juntas las placas de un paquete, los orificios de las esquinas forman túneles o colectores de distribución que conducen los medios (que participan en el proceso de transmisión de calor) desde las entradas hasta el paquete de placas, en donde se distribuye a los estrechos pasajes entre las placas.
Debido a la disposición de las juntas en las placas, y a la colocación de placas A y B alternativamente, los dos líquidos entran en espacios alternos, es decir, el líquido caliente entre pasajes impares, y el frío entre pasajes pares.
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De este modo, los medios están separados por una fina pared metálica. En la mayoría de los casos los líquidos circulan en direcciones opuestas.
A su paso por el aparato, el líquido caliente cede parte de su energía calorífica a la pared metálica, la cual, a su vez, la cede instantáneamente al líquido más frío que se encuentra al otro lado.
El líquido caliente desciende de temperatura, a la vez que el frío aumenta la suya.
Por último, los líquidos se introducen en túneles similares al otro lado de las placas y abandonan el intercambiador.
La finalidad del aparato es la transmisión de calor de un medio a otro. Este calor pasa muy fácilmente a través de la fina pared que separa ambos medios.
La nueva corrugación que se da al material de las placas no sólo proporciona resistencia, y rigidez, sino que también aumenta el grado de transmisión de calor del medio más caliente a la pared metálica, y de ésta al otro medio.
Este alto flujo de calor a través de las paredes puede verse reducido de manera importante por la formación de sedimentos de diversos tipos sobre la superficie de la pared.
El tipo de corrugación de las placas ALFA-LAVAL visto anteriormente induce un flujo muy turbulento. Esta turbulencia provoca una fuerte resistencia a la formación de sedimentos en la superficie de la placa, pero no siempre se puede eliminar el ensuciamiento.
Dichos sedimentos, que pueden incrementar sensiblemente el grosor total de la pared, están formados por materiales con una conductividad térmica mucho menor que la de la placa metálica. Por consiguiente, una capa de sedimentos puede mermar considerablemente el coeficiente global de transmisión de calor.
Es inevitable una cierta caída de presión, debido a que todos los sistemas de tuberías (y el equipo comprendido en ellos) ofrecen resistencia a los medios que fluyen por los mismos, pero se debe procurar que sea lo más próxima posible al valor de diseño. Toda caída de presión es pérdida de energía.
La formación de sedimentos en las superficies de transmisión de calor lleva instantáneamente a una reducción del espacio libre entre las placas, lo cual supone que se necesita más energía para obtener el caudal deseado en el aparato.
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Está claro que el ensuciamiento de las superficies no es deseable. Puede que también otras partículas más grandes y fibras se introduzcan en el intercambiador y lo obstruyan, a menos que se cuente con filtros u otras protecciones.
Una disminución en la capacidad del intercambiador para mantener las temperaturas deseadas, junto con un aumento en la caída de presión en alguno de los medios, es signo de que hay suciedad o que se ha producido alguna obstrucción, lo que nos llevará a hacer una limpieza del aparato. Para ello, abriremos el mismo y, dependiendo del origen de la suciedad o la obstrucción, actuaremos en consecuencia limpiando de un modo u otro según nos indique el manual del aparato.
Para limpiar el intercambiador, es recomendable hacer flujo inverso de vez en cuando. Esto se consigue abriendo y cerrando las válvula dispuestas a la entrada y salida del mismo.
Enfriadores circuito baja temperatura SEC
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Enfriador circuito alta temperatura del SEC
5.6 Generación agua dulce
5.6.1 Evaporador
El evaporador es un generador de agua dulce que funciona desalinizando el agua de mar. Éste agua dulce (agua dulce técnica) la utilizaremos para la refrigeración de motores, tanto principales como auxiliares; para la creación de vapor en las calderas que nos servirá para calentar el fuel (o agua para el precalentamiento de motores), para el aire acondicionado (de forma que transporta el frío a los diferentes climatizadores del buque); etc.
El evaporador de este buque es de la marca FACET y modelo JWSP-26-C80/100. Es un recipiente de cuproníquel al que se bombea agua salada y a través de un proceso de evaporación-condensación a vacío
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se obtiene agua destilada. Para llevar a cabo estos procesos, el generador utiliza agua caliente de refrigeración de los motores auxiliares. De este modo, podemos poner el evaporador en marcha aun estando en puerto, ya que los motores auxiliares siguen funcionando.
El sistema de funcionamiento se basa en el principio de destilación por vacío: en vacío, el agua salada hierve a baja temperatura (a unos 50oC aprox.) transformándose en vapor. El vapor así producido se condensa para obtener agua pura. El calor utilizado para producir esta evaporación procede del agua de refrigeración de los motores principales del circuito de alta temperatura. Por el condensador de agua dulce del evaporador circula agua de mar. La mayor parte de esta agua es luego descargada al mar, pero una pequeña cantidad se toma de la salida del condensador y se introduce a través de una válvula de alimentación en el evaporador, donde se hierve. El exceso de concentración salina o salmuera se extrae del evaporador mediante el eyector de salmuera y se descarga al mar.
El vapor producido al hervir el agua salada, pasa por un separador de malla de metal, donde se retiene cualquier partícula o gota de agua. De esta forma, sólo entrará en la cámara de condensación vapor puro. Este vapor pasa sobre los tubos del condensador donde se condensa debido al enfriamiento producido por el agua salada que circula por el interior de los tubos. El agua dulce producida queda recogida en la bandeja de agua dulce y desde allí es bombeada al tanque almacén por medio de la bomba de agua dulce. El vacío en el interior de la cámara se mantiene por extracción de los gases incondensables por medio de un eyector de vacío que funciona con agua de mar.
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Paquete de placas generador de agua dulce.
Esquema evaporador
El evaporador está equipado con un sistema de detección de salinidad (salinómetro) que comprueba en todo momento el agua dulce producida. Si ésta contiene 4ppm de sal , o
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más, el sistema de salinidad rechaza el agua producida por medio de una válvula solenoide de descarga rápida, protegiendo el tanque de agua dulce de la entrada de agua salada.
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6. EQUIPOS DE PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
El buque dispone de 2 equipos para combatir la contaminación a bordo. El primero en la planta séptica (en a la proa del barco). El segundo es el separador de sentinas.
6.1 Planta séptica FACET OVTP-6/0022
La planta de tratamiento FACET OVTP es un sistema de tratamiento que comprende un sistema de tratamiento que comprende una planta de tratamiento de las Aguas Negras y un Tanque de Aguas Grises separados por medio de un mamparo.
La planta funciona mediante una unidad de vacío formada 2 eyector-bomba de vacío, que generan vacío en toda la instalación.
6.2.1 Funcionamiento de la generación de vacío
La cámara de aguas grises recoge todas las aguas grises de los sanitarios, esta cámara se llena por gravedad sin necesidad de generar vacío.
A medida que se van acumulando las aguas grises, el sistema procederá automáticamente al vaciado de las mismas a través de las bombas de descarga.
El sistema de vacío situado en la cámara de aguas negras y formado por 2 grupos eyector-bomba de vacío genera vacío en el circuito de colectores de las aguas negras de los sanitarios.
Las aguas negras son continuamente tratadas según un proceso de descomposición – decantación – desinfección que tiene lugar en las cámaras de aireación, decantación y desinfección de la Planta de Tratamiento de Aguas Fecales.
Cuando el nivel de las aguas tratadas en la cámara de desinfección sea suficiente, el sistema procederá automáticamente al vaciado de la misma a través de las bombas de descarga.
La generación de vacío en el circuito viene controlada por los vacuostatos situados en el manifold de vacío y se efectúa mediante la recirculación a través de las bombas de vacío de las aguas recogidas en la cámara correspondiente. Las aguas circuladas por las bombas de vacío atraviesan los eyectores donde debido a su diseño especial se produce el vacío que aspira a través del circuito las aguas procedentes de los distintos sanitarios del buque.
El sistema de control permite el funcionamiento de cada bomba de vacío en modo manual y automático.
Si alguna de las bombas estuviera inoperativa, el sistema de control automáticamente daría orden de arranque a la siguiente.
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Si durante el ciclo una sola bomba no consigue restablecer el vacío en el circuito, el sistema de control automáticamente arrancará la bomba siguiente funcionando ambas simultáneamente hasta que se restablezca el vacío. En caso de que el vacío siga disminuyendo se genera una señal de alarma indicativa de que existe algún problema en el circuito de vacío.
Las bombas se detendrán a la par una vez el sistema de control detecte que ha caído la señal del vacuostato de control.
6.2.2 Planta de tratamiento de las aguas
El sistema de tratamiento para las Aguas Negras comprende un tanque dividido por medio de mamparos en varios depósitos interconectados por medio de tuberías y con un sistema de suministro de aire para la circulación de líquido y reactivación de las reacciones biológicas aeróbicas. Incluye también un sistema de inyección de cloro como desinfección en la última etapa.
ELEMENTOS DE LA PLANTA
Tanque.- Fabricado de chapa de acero comprende bafles, tuberías y mamparos cuya estanqueidad se verifica mediante pruebas de presión hidrostática. Las superficies son protegidas mediante pinturas Epoxy según un tratamiento especial.
Está dividido internamente en 3 compartimentos. Según el orden del proceso son:
A.- Cámara de Aireación
B.- Cámara de Decantación
C.- Cámara de Desinfección
Se han previsto tapas de visita y registro para operaciones de limpieza y revisión.
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Sistema de Aireación.- El sistema de aireación comprende las tuberías, válvulas e interconexiones necesarias para la distribución y control del flujo de aire que suministra a los difusores y al sistema de recirculación de lodos. El aire se emplea para conseguir agitación en la Cámara de Aireación activando la oxidación de reducción biológica y para generar el flujo de recirculación de lodo activo. La planta va equipada con 2 soplantes.
Sistema de Desinfección.- El sistema de desinfección está diseñado para conseguir la destrucción de las bacterias coliformes en el efluente procedente de la Cámara de Decantación. Consta de un tanque almacén de la solución clorada de Hipoclorito sódico construido en polietileno.
La descarga del desinfectante se consigue mediante una bomba dosificadora de cloro de caudal regulable para conseguir la cantidad de Hipoclorito requerida en el efluente.
Sistema de Descarga.- La descarga se realiza por medio de 2 bombas centrífugas que aspiran directamente de la cámara de desinfección. El sistema va provisto de unos detectores de nivel para el funcionamiento automático de las bombas.
Panel de Control.- Comprende los componentes requeridos para el control y suministro de la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de los elementos instalados en la planta con las protecciones y seguridades requeridas.
OPERACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
1. - Las aguas residuales entran dentro de la cámara de aireación a través de una rejilla para la retención de sólidos. Aquí se inicia el proceso de reducción biológica.
2. - El influente conteniendo las bacterias aeróbicas y compuestos orgánicos que les sirven de alimento entran en un medio turbulento, rico en oxígeno. El aire a baja presión es introducido a través de difusores de acero inoxidable colocados cerca del fondo de la cámara de aireación. En estos difusores se generan pequeñas burbujas de aire que producen rotura mecánica de los sólidos en pequeñas partículas, aumentando la superficie de contacto entra las bacterias y el oxígeno incorporado. De esta manera se produce la bioreducción de sólidos con desprendimiento de dióxido de carbono y otros componentes.
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Operación planta de tratamiento de aguas negras
3. - Durante este proceso las bacterias forman unas pequeñas colonias alrededor de las partículas de materia orgánica en suspensión pasando a través de un bafle de transferencia situado entra las dos cámaras, a la cámara de decantación.
4. - La cámara de decantación está totalmente llena de líquido (habiendo sido evacuado todo el aire a través de la válvula de desaireación durante el proceso de llenado) y opera bajo presión hidrostática debido a la diferencia del nivel entre la cámara de aireación y la de decantación. Así se consigue una decantación más efectiva de lodos ricos en concentración bacteriana denominados bajo el nombre de “lodo activo”. El líquido de la zona superior del tanque de decantación pasa a través de un manifold a la cámara de desinfección como última etapa.
5. - El lodo activo se recircula a la cámara de aireación, periódicamente y según la señal que el temporizador envíe a la válvula solenoide. La velocidad de recirculación se puede regular por medio de las válvulas de aire según las variaciones de tripulación en el buque.
6. - El líquido limpio pasa a través del manifold hacia la cámara de desinfección. Este paso sirve además para controlar el nivel del líquido en la cámara de aireación. El manifold ha de ser lo suficientemente amplio para evitar obstrucciones o reducciones del flujo.
7. - En la cámara de desinfección se añade la disolución de cloro. La inyección de cloro ha de ser una operación continua.
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8. - Después de la etapa de clorinación el efluente se manda al mar por medio de las bombas.
9. - En suma, el sistema es un conjunto de tuberías, bafles y depósitos dirigidos para conseguir una reducción biológica de sólidos, una separación física y, por último, una desinfección.
6.2 Separador de sentinas FACET CPS-25B
6.2.1 Descripción
Es básicamente de diseño horizontal y muy compacto. Consta de los siguientes componentes principales:
1. - Una bomba de impulsor flexible a la salida del separador.
2. - El separador de placas coalescentes.
3. - Un sistema de control de nivel de aceite separado que controla la descarga automática del aceite.
4. - Un panel de control, comprendiendo principalmente:
- Un interruptor principal con las posiciones “0” – “1”
- Interruptor automático-manual
- Relé de control del nivel de aceite
5. - Dos grifos de test para pruebas
6. - Manovacuómetro
7. - Válvulas de retención en la descarga de aceite y sentinas
8. - Monitor de contenido de hidrocarburos en el agua
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Esquema separador de sentinas
6.2.2. - FUNCIONAMIENTO (Ver diagrama de flujo)
La bomba de impulsar flexible aspira la mezcla de agua/aceite de la sentina y la transfiere al separador de placas coalescentes.
La bomba se instala después del separador para evitar la emulsificación de la mezcla agua/aceite.
El separador de placas coalescentes contiene en su interior un tanque rectangular en el cual ha sido colocado el paquete de placas.
Desde la cámara de compensación de la entrada, la mezcla agua/aceite se separará en dos corrientes hacia arriba casi verticales en las que el grueso del aceite es enviado al área de recogida de aceite.
El agua, ahora conteniendo sólo una baja concentración de aceite formada por pequeñas partículas, sigue a través de las placas coalescentes.
La estructura regular de las placas produce un flujo uniforme con muy poca turbulencia (nºde Reynolds: 60-100). Dentro de los paquetes de placas, se depositan partículas de aceite sobre el material oleofílico de las placas por gravedad. Debido a las variaciones de velocidad en la corriente de flujo creadas por el recorrido sinusoidal modificado del flujo, pequeñas partículas de aceite son coalescidas hidrodinámicamente mediante colisiones de partículas en partículas de aceite más grandes, que entonces se separan por gravedad y son capturadas por las placas oleofílicas. Entonces, se permite que el aceite recogido en las placas “sude” a través del paquete de placas hacia la superficie, donde es recogido y transferido a la parte superior de recogida de aceite recuperado. El agua que
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sale del separador contiene menos de 15 ppm de combustible y puede ser descargada por la borda en aguas internacionales de forma totalmente segura.
DIAGRAMA DE FLUJO
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Figura x. Diagrama de Flujo
Descarga automática de aceite
Se proveerá agua libre de aceite para descargar el aceite fuera de la unidad. La presión mínima requerida es la necesaria para llevarlo al tanque de retención de aceites recuperados. En el área de recogida de aceite va instalada una sonda para controlar la descarga cuando se ha acumulado suficiente aceite. Esta sonda, a través del sistema de control, controla las válvulas solenoides de suministro de agua libre de aceite y de descarga. También es sensible a la presencia de un exceso de aire en el sistema, que puede ser descargado de forma similar. Esto hace posible que el aceite recuperado sea llevado de forma efectiva fuera de la unidad. Así, altas concentraciones de lodos de aceite, hasta el 100%, son tratadas por un simple sistema de control.
Sistema de recirculación a sentinas
Activando “Back to Bilge” en el panel de control puede hacerse funcionar la unidad automáticamente, con la válvula solenoide de descarga al mar cerrada. Este interruptor puede utilizarse por ejemplo para pruebas iniciales e inspecciones periódicas.
Una válvula de retención, accionada por resorte y tarada a 1 bar se coloca en la parte posterior de la conexión de sentinas de la unidad.
Cuando el valor límite de 15 ppm de concentración de aceite en el efluente es excedido, el monitor de aceite dará la alarma y la válvula solenoide de descarga será activada automáticamente, haciendo que el agua de sentinas vuelva a la sentina.
Tras localizar la avería y llevar a cabo la acción correctiva necesaria, el monitor de aceite llevará automáticamente el sistema a funcionamiento normal de nuevo. Si no se llevara a cabo ninguna acción correctiva, la mezcla continuará recirculando.
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Separador de sentinas
Monitor de contenido de hidrocarburos en agua
Marca: Rivertrace Engineering
Tipo: Smart Cell-Bilge
Monitor contenido de hidrocarburos
Varios sensores ópticos miden la proporción entre la cantidad de luz dispersa y absorbida por las pequeñas gotas de hidrocarburos en el flujo de muestras. Las señales del sensor son luego tratadas por un microprocesador para producir una salida lineal. La alarma viene ajustada de fábrica a 15 ppm, con un retardo de 2 segundos.
Si ocurriese una alarma se activarían los dos relés después del retardo ajustado.
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El estado de los componentes del sensor y de los componentes electrónicos asociados son continuamente vigilados por el microprocesador para asegurar de esta forma que se mantiene la precisión en la calibración permanente y bajo condiciones ambientales extremas.
Si ocurriese un error en el funcionamiento o fallo en el suministro de corriente, ambos relés conmutarán a condición de alarma.
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7. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE CONTROL
7.1 Descripción general
EI sistema UCS 2100 es el sistema de control para barcos diseñados por Lyngso Marine. Dicho sistema integra al sistema de alarmas UMS 2100 con sus distintos tipos de paneles de alarmas. También puede englobar al sistema de control de planta generadora PMS 2100.
Las unidades de proceso empleadas en el sistema son los Gamma Micro Computer (PLCs) diseñados por Lyngso Marine. Estos se encargan de la adquisición de señales, el manejo de las alarmas y las funciones de control de maquinaria. Uno o más de estos PLCs Gamma se pueden montar en un armario (Outstation).
EI operador controla los procesos desde las estaciones gráficas de operador (GOS). Una GOS es un ordenador PC para uso marino, que por medio de los programas Gráficos Stella Windows, se encarga del interface entre el operador y el proceso. EI sistema puede tener varios GOS.
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El operador tiene también la posibilidad de controlar equipos localmente, actuando sobre paneles de operación locales (LOP) dispuestos sobre las propias outstations.
La conexión entre las unidades de proceso, las estaciones de operador, los paneles de alarmas y otros elementos que componen el sistema se lleva a cabo a través de redes de comunicaciones totalmente redundantes.
7.2 Diseño modular del sistema
El sistema UCS 2100 es un sistema modular, montado a base de módulos de hardware y módulos software (hay muchos Standard) para adaptarse a la aplicación deseada.
7.2.1 Módulos Software
Como módulos software para las alarmas y para los controles se emplean los llamados Bloques de Función Standard (SFBs). Cada uno de estos módulos es como un pequeño programa que se encarga del control manual y/o automático de un equipo ó sistema: válvulas, bombas, stand-by de bombas, arrancadores de motores auxiliares, compresores, etc....
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Un Bloque de Función Standard es una combinación de una representación gráfica de un equipo o sistema sobre un GOS, una representación en forma de texto sobre los paneles de operación local y un programa de control definido en el PLC Gamma correspondiente. Existe una gran variedad de Bloques de Función Standard para los distintos tipos de maquinas y sistemas:
• Arrancadores de bombas.
• Control master/stand-by de bombas.
• Arrancadores de ventiladores.
• Control de compresores de aire.
• Controladores PID con salidas binarias ó analógicas.
• Indicación de alarmas del UMS 2100.
• Medidas de calados, trimados y escoras.
• Medidas de niveles de tanques, etc.
La operación sobre los Bloques de Función Standard es muy sencilla. Mediante un
Trackerball ó ratón, pinchando sobre el símbolo grafico se activa éste y se despliegan los menús con los comandos disponibles para su control o monitorización.
7.2.2 Módulos hardware
EI UCS 2100 incluye los siguientes módulos hardware:
• Una o más outstations para alarmas y controles con Gamma Micro Computer.
• Una o más estaciones graficas de operador (GOS).
• Una o más impresoras de alarmas.
• Paneles de alarmas: paneles básicos (BAP) en puente y sala de control y paneles de Camarotes y espacios públicos.
• Redes de comunicaciones: Red Stella (bus del sistema) y Red RTN 2100 para alarmas y paneles de alarmas.
7.2.1.1 Outstation
Una outstation consta de un armario en el que puede ver una a dos Gamma Micro Computers (PLCs). En cuanto su ubicación pueden ir montadas en sala de maquinas ó en la de control (ECR), teniendo en cuenta que no se deben situarse cerca de fuentes de calor.
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Las principales funciones de una Outstation son:
• Adquisición de datos y señales.
• Detección de alarmas, comparando valores de sensores con parámetros definidos.
• Manejo de alarmas.
• Funciones de control según algoritmos definidos par los bloques de función standard o especiales.
Un PLC Gamma consta de:
• Módulo central con microprocesador o CPU (ZM 411). Cada módulo central puede manejar hasta 200 canales de entradas y salidas.
• Tarjeta de bus doble del sistema (Stella).
• Tarjetas de comunicaciones serie SI/O.
• Tarjetas de entradas y salidas (I/O):
− Tarjetas de entradas digitales (DEM 401).
− Tarjetas de salidas digitales (DRM 401).
− Tarjetas mixtas de entradas/salidas digitales (REM 401).
− Tarjetas de entradas analógicas (AEM 402).
− Tarjetas multiplexoras analógicas (MXM 401 y MXM 402).
− Tarjetas de salidas analógicas (AAM 402).
− También pueden tener tarjetas especiales para entradas y salidas supervisadas ante rotura de cable (IOM 402).
• Tarjetas adaptadoras de E/S digitales (MIC 40).
• Filtros de alimentación (FIM 405).
• Panel de operación local (LOP) opcional.
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Outstation con LOP en la puerta
Las tarjetas están dispuestas de forma plana sobre el fondo del armario, montadas sobre rail DIN y unidas entre si mediante cables planos. Todos los conectores de señales, alimentaciones y comunicaciones son enchufables, lo que facilita la sustitución de tarjetas ante averías.
Outstation
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7.2.1.2 Paneles de operación local (LOP)
Los paneles de operación local son opcionales. Van montados sobre el frontal de la outstation. Su disposición y funcionamiento es muy similar al de los paneles de alarmas, pero a diferencia de ellos solo tienen acceso a información locales decir desde un LOP solo se puede ver y controlar sobre un PLC, aquel al que esta conectado.
Además de las funciones típicas de ver alarmas y valores de señales, incluyen todas las funciones necesarias para controlar equipos (bombas, válvulas, planta generadora, etc….). También se puede utilizar para la configuración de outstations.
Las funciones que se incluyen en los paneles de operación local son las siguientes:
• Indicación de alarmas.
• Acceso y ajuste de parámetros del sistema.
• Reset del hombre muerto.
• Control de bombas, válvulas, generadores…
• Ajuste de parámetros de los controles.
Panel de operación local
7.2.1.3 Estaciones de operador (GOS)
Se trata de ordenadores personales totalmente Standard, adaptados para aplicaciones marinas. Están compuestos por:
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• VDU (monitor).
• SPU (unidad central).
• Teclado Standard + Trackerball o ratón.
Los ordenadores no se encargan de los controles ni de la detección de alarmas tan solo de su monitorización y de su operación. Todas las estaciones de operados funcionan en paralelo sin ningún tipo de prioridad entre ella por lo que si falla una de ellas las demás pueden trabajar perfectamente.
La conexión entre los ordenadores y las outstations se realiza mediante una red Stella doble (principal y reserva). La conexión entre ordenador y red Stella se hace a través de una caja interface GOS, la cual sirve para hacer una bifurcación en la red y además poner resistencias terminadoras de red si son necesarias. Cada GOS puede llevar una o dos impresoras conectadas.
Estación de operación GOS
7.2.1.4 Paneles de alarma
La finalidad principal del sistema UMS 2100 de alarmas es avisar al oficial de guardia de las alarmas detectadas por el sistema. Para ello el sistema consta de una serie de paneles de alarmas, situados por todo el barco que proporcionan al operador información de alarmas, estados y valores sobre pantallas LCD de texto.
Las principales funciones de estos paneles son:
• Avisos y aceptación de alarmas.
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• Visualización de información de estados y valores.
• Llamadas de asistencias.
• Alarma de incendios con lámpara y zumbador separados y aislados galvanicamente.
• Activación y reseteo del temporizador de hombre muerto si se incluye sistema de hombre muerto.
• Acceso y ajuste de parámetros de sistema.
• Simulación de valores de entradas.
EI sistema incluye dos sistemas de paneles:
• Paneles básicos de alarmas (BAP): normalmente se colocan en el puente y en sala de control.
• Paneles de camarotes (AAP): suelen estar instalados en los camarotes de los oficiales de puente y en los espacios públicos. Normalmente se usan para señalización de alarmas y llamadas por alarmas.
Todos los paneles son similares entre sí.
7.2.1.5 Impresoras de alarmas
EI sistema puede llevar conectadas una o más impresoras, estas impresoras van conectadas directamente a una outstation. Cuelgan de un PLC, que será normalmente el considerado como master para el sistema de alarmas.
Mediante esta impresora se obtienen los siguientes informes:
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• Registro de alarmas y eventos.
• Lista de alarmas.
• Lista de canales inhibidos.
• Configuración de canales.
• Informes de datos.
Las impresiones se pueden obtener manualmente o automáticamente con intervalos de tiempo predefinido.
7.2.1.6 Redes de comunicaciones
El sistema incluye dos tipos de redes de comunicaciones distintas:
• La red Stella o bus del sistema que interconecta las outstations y se usa normalmente para el intercambio de información entre las outstations y las GOS en una configuración UCS 2100 que incluya funciones de control (podemos decir que es la red de control), ya que mediante esta red se envían las órdenes o comandos desde las GOS a los PLCs. Esta red emplea cable coaxial.
• La red RTN-2100 que conecta las outstations y los paneles de alarmas. Se trata de un bus doble (redundante) de tipo RS485. En realidad hay dos redes RTN 2100:
− Una red RTN 2100 que se usa para el intercambio de información de alarmas entre outstations (red de alarmas).
− Una red RTN 2100 que se usa para la comunicación entre las outstations (una de las outstations) y los paneles de alarmas.
En caso de disponer de paneles de operación locales sobre las outstations, se usa una tercera red RTN 2100 para la comunicación de cada PLC en las outstations con su panel de operación local (LOP). En caso de utilizarse pantallas de extensión de alarmas (EAD), éstas se comunican con las outstations a través de otra red RTN 2100. Todas las redes de comunicaciones empleadas deben de ser redundantes.
Interface con otros sistemas
El sistema tiene la posibilidad de comunicación con otros sistemas. A los PLCs de las outstations se les puede dotar de puertos de comunicaciones standard RS-232, RS-422 ó RS-485. Aplicaciones típicas son la comunicación con un computador de carga para intercambio de información de niveles de tanques o con un sistema de contraincendios para recogida de alarmas o con sistemas de seguridades de motores.
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7.2.1.7 Otros componentes
Existen una serie de otros componentes que pueden ser integrados en el sistema Lyngso. A continuación queremos enumerar algunos de ellos:
• Impresora de alarmas/jornales/maniobras.
• Sistema de llamada de maquinista (integrado en sistema de alarmas agrupadas).
• Sistema de hombre muerto.
• Sistema de alarma para puente y sistema de vigilancia de guardia.
• Sistema de control de la propulsión. Y sistemas de seguridades de motores auxiliares y principales.
• Columnas de avisos y alarmas.
También se pueden integrar sistemas externos de otros fabricantes mediante interfases series como:
• Ordenador de carga.
• Sistema de seguridades.
• Sistemas de control de ventilación, etc.
7.3 Alimentaciones eléctricas
Es muy importante que los equipos que componen el sistema tengan alimentaciones seguras. Las alimentaciones que requieren son:
• Outstations: 24Vcc
• Alimentación de sensores: 24 Vcc
• Paneles de alarmas: 24 V cc
• GOS: 220 Vac
• Impresoras: 220 Vac
Normalmente se emplean UPS de 220 Vac y de 24 Vcc para todas las alimentaciones.
7.4 Operación básica desde los GOS
En la GOS la información se presenta sobre página gráfica. La pantalla se divide en una barra de menú, una cabecera que está siempre presente y la parte de los mímicos donde
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se muestra la información de control y monitorización. La cabecera muestra constantemente la información más esencial sobre sistema de alarmas:
• Alarma más vieja sin aceptar.
• Número de alarmas actuales y no aceptadas.
• Número de canales inhibidos (manuales / automáticos).
• Puesto principal de vigilancia (Watch Station), oficial de guardia, oficial de, reserva.
Por debajo de la cabecera se presentan las pantallas normalmente de mímicos en las que el operador puede acceder a la visualización y el control de las máquinas y sistemas.
Mediante un ratón se seleccionan elementos, se despliegan menús y se seleccionan funciones y comandos. Asimismo los estados de las alarmas relativas a las máquinas que aparecen en pantallas se presentan de forma gráfica al lado de los equipos afectados y pinchando sobre ellas se muestra información adicional.
Desde los GOS también se pueden ajustar parámetros, téngase en cuenta que todos los ajustes estarán protegidos por claves.
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Otras pantallas importantes que se pueden ver en las GOS son:
- Pantalla de vista general o de menú.
- Pantallas de listas.
- Mímicos Standard. Los más típicos son los de bombas.
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En la GOS se pueden mostrar todos los datos registrados y dispone de utilidades para ver la información detallada como curvas de tendencias y volcados de pantallas de mímicos, se pueden imprimir a petición del operador. También se pueden generar informes periódicos.
7.5 Esquema de la instalación
7.5.1 Estaciones de operador
El sistema dispone de cuatro estaciones de operador (GOS) distribuidas como sigue:
• 2 estaciones en sala de control de máquinas.
• 1 estación en el puente.
• 1 estación en la oficina de carga.
Además incluye mímicos especialmente diseñados para la aplicación. Se dividen en 3 grandes grupos:
• Propulsión: mímicos de vista general de motores, pantallas de reducción de máquina, paradas automáticas y alarmas de motores, mímicos de propulsión, mímicos de ejes, mímicos de reductoras, pantallas de alarmas de propulsión, mímicos de motores auxiliares, pantallas de alarmas de motores auxiliares y generadores, mímicos de planta generadora, mímicos de hélices de proa.
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• Sistemas auxiliares: mímicos de sistemas de F.O., de maquinaria de cubierta, de sistema de refrigeración de agua salada, aire comprimido, calderas, sistemas hidráulicos, gases de escape a economizadores, etc....
• Sistemas de lastre, sentinas y tanques: válvulas de circuitos de lastre, escora, trimado, tanques de lastre, tanques antiescora, tanques de lastre y escora, tanques de desborde y fugas, tanques de almacenamiento de F.O. tanques de sedimentación y servicio diario de F.O. y D.O., tanques de agua dulce, mímico general de tanques.
7.5.2 Impresora
Hay una impresora:
• Una impresora de alarmas y eventos.
7.5.3 Unidades de proceso
Se dispone de 6 Outstations. Dos de ellas (la 4 y la 5), están dotadas de 2 PLCs, por lo tanto disponemos de 8 unidades de proceso.Las outstation que están fuera de la cabina de control disponen de un LOP.
Tres de las outstations están ubicadas en sala de control. Las otras 3 están distribuidas por sala de máquinas, si bien alejadas de los motores principales y de otras fuentes de calor.
Elementos adicionales
Para el control de la planta generadores se incluyen además de las outstations, pero controlados por éstas, los relés de sincronismo semiautomáticos. Tendrá que haber un total de 7 (2 grupos, 4 colas y un bilateral)
7.5.4 Sistema de extensión de alarmas
Consta de los siguientes paneles:
• 1 panel básico de puente.
• 1 panel básico de control de máquinas.
• 1 panel básico en oficina de carga.
• 10 paneles, de alarmas para los camarotes de oficiales y espacios públicos.
7.5.5 Redes de comunicaciones
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En el sistema tenemos de tres redes de comunicaciones todas ellas redundantes:
• Una red Stella-con cable twinaxia.
• Una red RTN 2100: bus tipo RS-485 con pares trenzados entre los 9 PLCs de las distintas outstations.
• Una red RTN 2100: bus tipo RS-485 con pares trenzados entre los 8 paneles de alarmas y uno de los PLCs (el master).
En el caso del Zurbarán todas las redes de comunicaciones son simples (no redundantes). El PLC master para la red de alarmas y para los paneles en este caso es el de la Outstation 1.
Otras comunicaciones
• Hay un interface de comunicaciones especial de tipo RS-422 (debido a la distancia) entre un PLC (el 2 de la outstation 5) con el sistema de control de la ventilación y aire acondicionado para intercambio de información y alarmas y para comandos desde los mímicos de ventilación. En el caso del Zurbarán esta conexión está hecha con el PLC de la Outstation nº 2.
• Para cada una de las cajas locales de los motores principales tenemos un interface serie de tipo RS 422 que estarán conectados a los 4 PLCs de las outstation 4 y 5. Mediante estas líneas de comunicaciones se reciben en los PLCs la información de alarmas y estados de los motores principales
7.5.6 Alimentaciones
Todas las alimentaciones a estaciones de operador, impresoras, outstations, sensores y paneles de alarmas se hacen desde dos UPS, que son suministro de Lyngso, estas UPS suministran alimentación de 220 Vac para ordenadores e impresoras y alimentación de 24 Vcc para el resto de componentes del sistema.
De este modo queda asegurada la alimentación continúa a los equipos y además se asegura una redundancia ya que ante un fallo de una UPS solo se perdería alimentación a alguno de los ordenadores, pero nunca a los PLCs, sensores y paneles de alarmas al estar puestas en paralelo unidas las alimentaciones de continua procedentes de las dos UPS.
7.5.7 Funciones incluidas
Podemos considerar el conjunto del sistema como integrado por 3 grandes bloques:
• Sistema de alarmas.
• Sistema de controles varios.
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• Sistema de control de planta generadora.
En total incluye más de 1300 canales de entradas y salidas, además de los canales que se reciben por líneas de comunicaciones serie.
Sistema de alarmas
Incluye todas las funciones básicas de alarmas y monitorización comentadas anteriormente. Como caso especial incluye sistema de supervisión de temperaturas de escapes con alarmas por alta temperatura, alta media y alta desviación respecto a la media.
Se incluyen los siguientes tipos de canales:
• Una entrada para parada externa de sirena de máquinas.
• Entradas binarias de alarmas (contacto abierto = alarma).
• Entradas analógicas para señales 4-20 mA, 0-20 mA, 0-10V y termopares tipo K.
• Entradas analógicas para sensores Pt-100.
• Salidas binarias para activación de sirenas y luces rotativas de máquinas.
Además de los canales de E/S anteriores, también se reciben valores de señales, estados, alarmas y seguridades procedentes de las cajas locales de los motores, a través de comunicaciones serie.
Además de los subsistemas de alarmas de máquinas y de puente se incluye un subsistema de alarmas de carga, para lo cual se dispone de un panel básico de alarmas en la oficina de carga y las alarmas de carga se direccionan al oficial de guardia correspondiente en situación de oficina de carga desatendida.
También se incluye un sistema de hombre muerto en máquinas.
7.5.7.1 Funciones de control
En general los controles de máquinas duplicadas, como por ejemplo parejas de bombas master/stand-by y los grupos DG de la planta generadora se deben situar en distintos PLCs. Se trata evitar el riesgo de que ante un fallo de un PLC fallen los dos equipos de la pareja de controles al mismo tiempo.
Para todos aquellos controles que deban arrancar automáticamente tras un black-out hace falta una entrada binaria independiente de blackout para cada uno de los PLCs implicados.
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Se incluyen los siguientes controles:
• Controles de válvulas: válvulas de doble actuación.
• Arrancadores de bombas de sentinas con supervisión de arranques.
• Arrancadores de bombas de prelubricación.
• Grupos de bombas master/ stand-by.
• Medidas de niveles de tanques con correcciones de trimado.
• Medidas de calados, trimado y escora.
7.5.7.1 Controles de la planta generadora
• Arrancadores de grupos DG:
− Arranque/parada remoto de los motores auxiliares
− Selección de grupo de standby
− Reset de disparos automáticos desde GOS
− Arranque automático de otro auxiliar ante fallo de arranque del primero
−Bloqueo de arranque
− Prelubricación continua o periódica
• Sistema de seguridades de motores auxiliares de tipo M2000.
• Control de planta generadora para grupos diesel, 4 generadores de cola y cuadro partido (bustie).
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8. SISTEMA CONTRAINCENDIOS
En el caso de que se produzca un incendio a bordo del buque, este debe de disponer de una serie de equipos que le permitan localizar, aislar y si se puede extinguir este en el menor tiempo posible. Para ello el buque Sorolla esta dotado de un gran número de dispositivos los cuales se mencionan a continuación:
Además de esta gran cantidad de elementos dispuestos por el buque, existen otras medidas estructurales para evitar la propagación de los incendios. Casi la totalidad de las puertas existentes en el buque, incluidas las de los camarotes son ignifugas, además se han colocado puertas cortafuegos a lo largo de todas las cubiertas. A su vez todos los conductos de climatización están dispuestos con unos mecanismos de cierre automático cuando se detecta que existe algún tipo de fuego para prevenir la alimentación con aire limpio al fuego.
8.1. Subcentrales contra incendio
Las subcentrales contra incendio son pequeños pañoles dispuestos en diferentes cubiertas y en puntos determinados, los cuales están provisto de equipamiento para la protección de los tripulantes a la hora de combatir un fuego. Cada subcentral consta del siguiente equipo:
- F.E. 1 Obligatorio Con E.R.A. (Chaqueta, Pantalón, Botas, Guantes, Casco, Linterna, Hacha, E.R.A., Mascara, Cable, Botella respeto)
- F.E. 2 Obligatorio Con E.R.A. (Chaqueta, Pantalón, Botas, Guantes, Casco, Linterna, Hacha, E.R.A., Mascara, Cable, Botella respeto)
- F.E. 3 Refuerzo Sin E.R.A. (Chaqueta, Pantalón, Botas, Guantes, Casco)
8.2. Autronica:
Autronica es el programa encargado del funcionamiento correcto del sistema automático contraincendios. El sistema consta de todas las señales procedentes de los diferentes sensores repartidos por las diferentes cubiertas, tanto en zonas de tripulación, garaje, pasaje, puente y máquinas. Estas señales son analizadas y en caso de que surja alguna incidencia salta una alarma en el puente, en el control de máquinas y en la sala de oficiales. Si dicha señal no es aceptada en un tiempo razonable, automáticamente salta la alarma general contraincendios.
El sistema de autronica actúa solo sobre los rociadores de todo el buque y sobre las bombas que hacen funcionar este.
8.3. Sistema de rociadores
El sistema consta de un tanque hidrófobo que contiene 1700 litros de agua presurizada a 9 bares. Cuando uno de los rociadores es activado debido a un aumento de temperatura, la capsula de cristal se rompe y abre el circuito de agua, esto hace
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que comience a salir agua por este punto. Cuando el tanque detecta que su nivel es inferior a los 100 litros, se empiezan a conectar las electrobombas de contraincendios, si estas no fueran suficientes para sofocar por completo el incendio, se podrían usar otras bombas para introducir más caudal de agua al sistema.
El sistema se subdivide en dos secciones principales:
- Zona de garajes: debido a la carga que se transporta puede ser una zona de alto riesgo de producirse un incendio, además debido a la aglomeración de vehículos en el interior si se produjera un incendio se extendería con rapidez; es por ello que hay un gran número de rociadores dispuestos por todas las cubiertas de garaje.
- Zonas habitables: el resto de zonas habitables también disponen de rociadores para prevenir en un primer momento la propagación del incendio.
8.4. Sistema de CO2:
El sistema de CO2 es un sistema que única y exclusivamente está dispuesto en la sala de máquinas y el local del grupo de emergencia del buque. Este sistema se activará única y exclusivamente cuando el incendio este concentrado en la sala de máquinas o el local del grupo de emergencia y no se pudiera extinguir con otros medios situados en estos espacios.
El sistema consta de 45 botellas de CO2 de 45 kg cada una, las cuales están dispuestas en un local independiente situado en la cubierta nº 10.
Este es un sistema con el cual se debe tener una gran precaución ya que al introducir el CO2 en el local donde se quiere extinguir el fuego, lo que sucede es que se desplaza el oxigeno de la sala, con la consecuente pérdida de habitabilidad de la zona. Es por ello que cuando se utilice este sistema se debe estar completamente seguro de que no hay nadie en el local. A su vez se deben cerrar las puertas estancas y las ventilaciones de los espacios que se desean gasear, esto hará que la extinción sea más
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precisa. Una vez terminada la extinción se deberá ventilar adecuadamente el habitáculo para volver a generar una atmosfera completamente respirable.
9. DISPOSITIVOS DE SALVAMENTO
9.1. Chalecos salvavidas
Los chalecos están hechos de un tejido color naranja con cintas reflectantes, silbato y luz. Llevan marcados el nombre del buque y el puerto de matrícula. Su mínima fuerza de empuje es de unos 15 Kg, que permite a una persona mantenerse a flote en una posición cómoda y estable con la boca a unos 12 cm sobre el agua. El chaleco de cada tripulante está en su camarote.
Las cintas reflectantes tienen como misión ayudar a la localización de los supervivientes en la oscuridad. Los chalecos disponen de un silbato atado al mismo, con un cabo de un metro, que se utiliza para llamar la atención del personal de salvamento o de los otros supervivientes que puedan estar ya a bordo de una embarcación de salvamento.
9.2. Trajes de inmersión
Vistiendo un traje de inmersión se puede permanecer seco aún estando en el agua. El traje va provisto de guantes, botas aislantes, una capucha con sistema de cierre alrededor de la cara, y una correa para atarse por ejemplo al cable de izada de un helicóptero.
El traje de inmersión será capaz de mantener al superviviente en flotación estable incluso aunque haya sido penetrado por el agua. Para asegurar una flotación correcta y estable es necesario complementar el traje con un chaleco salvavidas. Se puede saltar desde una altura de 5 metros sin peligro de dañar el traje de inmersión. El aislamiento debe ser tal que la pérdida de calor corporal no sobrepase los 0,5 ºC/ hora. Son de color naranja, van provistos de tiras reflectantes y equipados con un silbato y una correa de izada.
Existen tres trajes de inmersión en el bote de rescate de estribor y tres más en el bote de rescate de babor.
9.3. Ayudas Térmicas (A.T.)
Están construidas de un material resistente al agua, de una conductividad térmica no mayor de 0,25 W/(mK), que evita la pérdida de calor corporal tanto por convección como por evaporación. Cubren todo el cuerpo de una persona, llevando incluso el chaleco salvavidas, con excepción de la cara. También pueden cubrir las manos, si no se dispone de guantes. Funcionan eficazmente a temperaturas del aire de entre –30ºC y 20ºC.
Las ayudas térmicas de que dispone el buque son:
- 11 en cada bote salvavidas (44 en total)
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- 2 en cada bote de rescate
9.4. Botes Salvavidas
El buque va equipado con cuatro botes salvavidas, a motor, del tipo cerrado. El embarque para llegar a ellos se efectúa desde la cubierta 7, donde hay 2 puntos de reunión. Cada bote tiene capacidad para 110 personas.
Para embarcar, el personal se sitúa a lo largo del costado del buque en la cubierta de embarque, a la cual es arriado el bote desde su posición de estiba. El bote se mantiene pegado al costado, longitudinalmente, mediante un mecanismo de tensado, permitiendo un embarque seguro. Desde esta posición puede ser arriado en un tiempo mínimo.
El mecanismo de arriado puede ser activado por una persona, tanto desde la cubierta como desde el interior del bote. El bote puede ser izado con plena carga mediante energía eléctrica. También existe un mecanismo manual de izado. Al final del proceso de izado un mecanismo de seguridad corta automáticamente el suministro de energía, antes que los brazos del pescante alcancen su posición última.
Antes de arriar una embarcación de salvamento puede ser necesario tener en cuenta la situación y operación del alumbrado de emergencia en las áreas de embarque así como riesgos especiales del arriado, como aletas de los estabilizadores. Todos los equipos de salvamento deben ser cuidados y estar preparados siempre para su uso inmediato. La tripulación debe estar bien entrenada y ser capaz de arriar los botes sin nerviosismos.
9.5. Botes de Rescate
El buque está equipado con un bote de rescate (Br) y un bote de rescate rápido (Er). Ambos están situados en la popa de la cubierta 9 del buque. Como su nombre indica, nos servirán para rescatar a alguien del agua en la situación de emergencia de „Hombre al agua‟.
9.6. Balsas salvavidas
El buque está equipado con dos balsas salvavidas, con capacidad para 50 personas cada una. Están situadas en la cubierta 9 del buque, una en proa – estribor y la ptra en popa – babor.
Las balsas son capaces de aguantar una exposición a las condiciones marinas de, al menos, 30 días. Esto no significa que las provisiones y el agua duren ese tiempo. Son de construcción robusta y pueden ser lanzadas desde 18 metros de altura y, una vez infladas aguantan saltos repetidos sobre su superficie desde alturas de hasta 4,5 metros.
La cámara principal de flotabilidad está dividida en dos compartimentos, cada uno de los cuales se infla a través de una válvula de no retorno. Cada compartimento es capaz de aguantar por sí mismo a toda la balsa, en caso de avería de la otra cámara.
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El toldo protege a los ocupantes de las inclemencias del tiempo y se coloca automáticamente en su sitio al arriar e inflarse la balsa. Protege del frío y del calor gracias a dos capas separadas por una cámara de aire, con medios para evitar la entrada de agua en la misma. El exterior es de un color muy visible, mientras que el interior es de un color que no cause molestias a los ocupantes. Tienen dispositivos para la recogida de agua de lluvia y orificios para observación exterior. Las entradas, claramente indicadas, tienen dispositivos para su cierre efectivo. El sistema de ventilación permite la entrada de aire suficiente pero protege al pasaje del agua de mar y del frío.
Los materiales utilizados en su construcción son antipodredumbre, resistentes a la corrosión, no son dañados por la luz del sol y no se ven afectados por el agua del mar ni por la acción del aceite o el moho. Disponen de tiras de material reflectante que facilitan su localización por los equipos de rescate. Su equipo les permite ser remolcadas a una velocidad de 3 nudos, en aguas tranquilas, estando completamente cargadas e incluso con el ancla flotante lanzada.
Su hinchado se produce mediante un gas no tóxico y debe realizarse en un tiempo de 1 minuto, a temperaturas entre 18º C y 20º C, ó 3 minutos a temperatura de –30º C. El piso se hincha automáticamente pero tiene una opción de hinchado/ deshinchado por los ocupantes, cuando necesiten aislamiento.
En la parte superior del techo existe una lámpara, controlada manualmente, que puede ser visible en una noche oscura, con atmósfera clara, a una distancia de una 2 millas, durante un período de tiempo no menor de doce horas. Las luces de tipo destello emiten unos cincuenta flashes por minuto, durante las dos primeras horas de funcionamiento. El interior de la balsa se ilumina con otra lámpara capaz de operar continuamente durante, al menos, doce horas. Se enciende automáticamente al inflarse la balsa y produce una luz de intensidad suficiente para permitir leer las instrucciones de supervivencia.
La balsa está embalada en un contenedor de poliéster reforzado con fibra de vidrio, con el fin de que esté protegida contra las influencias mecánicas y atmosféricas. El contenedor consta de dos cascos que encajan entre sí. Los bordes sobresalientes de los mismos forman una unión fija, a prueba de desplazamientos, y sirven al mismo tiempo de agarraderas para el transporte. La junta entre los contenedores se ha hecho estanca por medio de un perfil de goma esponjosa.
La boza de amarre y desgarre se conduce hacia el exterior del contenedor entre los dos cascos. De este modo los cascos se liberan de la boza y del contenedor, cuando la balsa
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se infla. Los dos cascos encajados del contenedor se mantienen juntos por medio de unas cintas universales de sujeción con tiras de rotura predeterminada, que se rompen cuando la balsa empieza a inflarse dentro del contenedor.
Activación manual de las balsas
Antes del lanzamiento, comprobar que las bozas de amarre y desgarre están unidas FIJAMENTE al mecanismo de desenganche por presión hidrostática. De lo contrario, la balsa se irá inmediatamente a la deriva una vez inflada.
Abrir el gancho de retención del cinturón de abridamiento. Lanzar al agua la balsa embalada en el contenedor.
Al caer la balsa al agua, va saliendo automáticamente la boza de amarre y desgarre del contenedor.
Tirar de la boza de amarre y desgarre, para sacar el resto de la misma, hasta que se note resistencia. Dando un tirón fuerte a la boza, se acciona el dispositivo de inflado de la
balsa.
Cuando se utilizan las balsas arrojables a mano, el embarque se realizará mediante escalas. Si fuera necesario saltar, se hará desde una altura no mayor de 2 metros. Saltar a una balsa desde mayor altura es causa probable de daños a la misma, daños propios o al personal que ya está dentro la balsa.
Activación automática de las balsas (al hundirse el barco)
En caso de no ser posible el arriado mediante pescante, ni siquiera el lanzamiento manual, por producirse un hundimiento muy rápido del buque, al llegar éste a una profundidad de 2 a 4 metros se desenganchará automáticamente el cinturón de abridamiento por la acción del mecanismo de desenganche hidrostático.
El mecanismo de desenganche automático
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forma parte del sistema de arriado de las balsas y está colocado entre el desenganche manual y un grillete hecho firme a la cubierta del barco.
La boza de amarre de la balsa está fija a un anillo en forma de “D” asegurado al desenganche en la parte ganchuda de una clavija. La boza de desgarre está sujeta entre el anillo y un agujero en el cuerpo del desenganche. A una profundidad de 2 ó 4 metros, la presión es suficiente para liberarla clavija. El contenedor entonces flota hacia la superficie, sacando la clavija del cuerpo del desenganche, de manera que sólo la boza de desgarre une a la boza de amarre con el cuerpo. A medida que el barco se hunde, se va extrayendo la boza de amarre. Esto produce la activación del cilindro de gas para hinchado de la balsa. La fuerza del barco al hundirse y la flotabilidad de la balsa al hincharse llega a romper la boza de desgarre con lo que la balsa queda totalmente libre del buque y puede flotar libremente en la superficie.
9.7. Aros salvavidas
Los aros salvavidas llevan cintas reflectantes y tienen marcados, en letras mayúsculas, el nombre del buque y su puerto de registro. Los aros salvavidas están dispuestos a ambos costados del buque, de manera que son fácilmente accesibles. Deben estar siempre preparados para poder ser lanzados rápidamente.
9.8. Sistema de evacuación marina (MES).
El Sistema de Evacuación Marina está diseñado para proporcionar un medio efectivo de evacuar a los pasajeros y a la tripulación de una embarcación con una obra muerta elevada en balsas de salvamento hinchables de una manera rápida y disciplinada. El buque dispone de dos MES con capacidad para 430 personas cada uno ellos. Estos sistemas están situado en lugares estratégicos alrededor del casco externo del buque, en la cubierta 7.
Tras desplegar e inflar automáticamente el tobogán y la plataforma, aquellos miembros de la tripulación que hayan sido designados descenderán a la plataforma. Luego se botarán los contenedores, en secuencia, desde donde están estibados para caer al agua junto a la plataforma. Cada contenedor está unido a la plataforma por un cabo de recuperación. A continuación, los miembros de la tripulación recuperan los contenedores con esos cabos, los ponen alrededor de la plataforma e inflan las balsas de salvamento estibadas en ellos, preparadas para embarcar.
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10. OTROS EQUIPOS
10.1 Aire acondicionado
Este buque está equipado con dos unidades frigoríficas para aire acondicionado. Las dos son idénticas. Estas unidades funcionan con freón. El freón enfría, en el evaporador, agua dulce que será enviada, fría, a las unidades de climatización dispuestas por el buque. El agua fría enfría el aire que sale por las rejillas en las diferentes zonas del buque para enfriarlas. De este modo, cualquier fuga de líquido frío que puede existir, será de agua, ya que el freón no sale de los equipos frigoríficos y de este modo, no hay ningún riesgo de escapes de freón.
Las unidades frigoríficas son SABROE SMC 112.
Datos Técnicos
Tipo compresor SMC 112
Nº cilindros 12
Carrera 100 mm
Diámetro 100 mm
Volumen desplazado 848 m3/h
Peso 1250 kg.
Refrigerante R-22
Potencia absorbida 80 kW
Velocidad 1450 r.p.m.
Temperatura de condensación
35 ºC
Temperatura de evaporación
-15 ºC
Datos técnicos compresores A/A
Cada unidad frigorífica consta de un compresor, un evaporador, un condensador y una válvula de expansión. Tanto el evaporador como el condensador son de tubos. En el evaporador se enfría el agua dulce que va a las unidades de climatización. Para ello, existe un circuito de agua fría formado por tres bombas de agua fría y un tanque presurizado. En el condensador, el líquido refrigerante se condensa con agua de mar, que es impulsada por una bomba (una cada unidad frigorífica) para luego ser largada al mar.
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Tanque hidróforo de agua fría Tuberías de agua fría
Para controlar las unidades frigoríficas, cada una lleva un panel de control, desde donde podemos arrancar y parar la unidad, ponerla en manual o automático, controlar la carga del compresor (si está en manual), etc.
Compresor
Es un compresor de tornillo. Sus componentes principales son:
- compresor de tornillo
- separador de aceite horizontal
- filtro de aspiración
- válvula retención de aspiración
- bomba de aceite
- filtro de aceite
- enfriador de aceite
- válvula combinada de retención y cierre de descarga
- válvula de seguridad
- cuadro eléctrico con microprocesador
Los elementos fundamentales del compresor son dos rotores ranurados, que asentados sobre cojinetes en cada extremo del cuerpo del compresor, engranan helicoidalmente. Los cojinetes de bancada son de casquillo, y se emplean en el lado de aspiración y de descarga.
El control de capacidad se efectúa mediante una válvula corredera que se traslada paralelamente al eje del rotor, modificando el área de entrada en el extremo del cuerpo de los rotores. Esto alarga o acorta las zonas de compresión del rotor y además provoca el retorno del gas al lado de aspiración, según la situación de dicha corredera.
El paso de aceite está mecanizado en los cuerpos del compresor. El separador de aceite es tal que garantiza un separación de hasta 5ppm. El enfriamiento de aceite se realiza con un enfriador de aceite termo – sifón. El objetivo del enfriador de aceite es mantener la temperatura aproximadamente 15 ºC más alto que la temperatura de condensación. Este enfriador de aceite es multitubular y la circulación del aceite se efectúa por el lado de la carcasa y la del refrigerante por el lado de los tubos.
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10.2 Hélices de proa
El buque está dotado de dos hélices de proa (impulsores transversales) que dan maniobrabilidad al buque. Éstas hélices de proa ULSTEIN tipo 250 TV son impulsores de paso controlable, movidos por un motor eléctrico cada una.
Datos Técnicos
Tipo de impulsor FU-80-LTC-2750
Nº de instalación 5241-Impulsor proa
Nº de instalación 5242-Impulsor popa
Diámetro de la hélice 1880 mm
Número de palas 4
Palas de hélice y material de alojamiento
NiAl. Bronce
Sentido de giro de la hélice Horario
Velocidad entrada de la hélice
1180 r.p.m.
Potencia entrada hélice 1300 kW
Reducción 11/48
Velocidad hélice 270 r.p.m.
Motor de arranque LOHER INSA 450 MB
06M
Fuente de alimentación eléctrica del motor
3 x 440 V-60 Hz
Amperaje 2135 A
Amperaje en el arranque 2410 A
Datos técnicos hélices de proa
La unidad impulsora tiene un túnel de acero soldado al casco. En la parte superior del túnel, se instala el adaptador del motor, sobre el que va montado el motor eléctrico. La alimentación del motor eléctrico se transmite, a través de enganches flexibles, al eje de piñones, y del engranaje cónico al eje y al propulsor.
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El eje del impulsor situado en el extremo de popa se apoya sobre dos cojinetes de rodillos axiales que absorben la carga axial producida por el impulsor de la hélice. En la parte frontal, el conjunto del eje se apoya sobre cojinetes de rodillos cilíndricos que absorben la fuerza radial.
El cubo de la hélice está realizado en una sola pieza de aleación de Bronce – Ni – Al y sirve como superficie de soporte para las palas de la hélice. Las palas de la hélice se pueden desmontar in situ, sin necesidad de desembarcar del buque la unidad. Las palas están fijadas con tuercas a un perno, que a su vez está fijado al cubo. El bloque deslizante tiene una ranura transversal en cada lado. Un patín deslizante cuadrado encaja exactamente en esta ranura. La cabeza en estrella se ajusta por contracción a la varilla actuadora con una funda cónica. Al mover la varilla actuadora en dirección axial, y por consiguiente la cabeza en cruz, las palas de la hélice giran simultáneamente y dan paso hacia proa o hacia popa.
El servo sistema es un circuito abierto en el que la caja de engranajes actúa como un depósito de aceite. La combinación de la cabecera y el depósito e expansión permiten que el aceite se pueda expandir conforme va aumentando su temperatura y se crea una presión positiva en el interior del impulsor con relación a la presión del agua externa. Un sensor de nivel controla el nivel del depósito. El sistema está formado por dos servo bombas, de forma que tendremos una principal y otra en reserva. La bomba de reserva arranca automáticamente cuando la presión baja de un valor previamente determinado. La servo bomba suministra el aceite a través del filtro de presión a la válvula proporcional de control de paso. Todo el aceite de la servo bomba fluye a través de la válvula. Cuando el paso no se modifica, el aceite vuelve al sistema en su totalidad, a menos que exista una fuga interna. Cuando se cambia el paso, el aceite necesario fluye hacia las pasarelas de babor o estribor. El aceite sobrante del servo cilindro vuelve al sistema a través de la válvula. El aceite se refrigera con agua de mar proveniente de la caja de engranajes sumergida.
